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        車用與通信基站備電用鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)比較研究

        2019-10-28 08:13:02李震彪黎宇科
        資源再生 2019年9期
        關(guān)鍵詞:車用電池組鋰電池

        文/李震彪 黎宇科 潘 偉

        中國汽車技術(shù)研究中心有限公司

        1 引言

        近年來,我國新能源汽車推廣使用數(shù)量快速上升,部分動力蓄電池已開始進(jìn)入報(bào)廢期,隨之而來的動力蓄電池回收利用問題也引起社會和國家政府有關(guān)部門的高度重視,已逐步開始制定和完善動力蓄電池回收利用相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)。尤其梯級利用被認(rèn)為是一種高效的回收利用方式,能夠有效延長動力蓄電池使用壽命和降低成本,更是得到國家政策鼓勵和行業(yè)廣泛關(guān)注,迅速成為發(fā)展熱點(diǎn)。

        通信基站的主要功能是提供無線覆蓋,即實(shí)現(xiàn)有線通信網(wǎng)絡(luò)與無線終端之間的無線信號傳輸,為了保證通信基站的不中斷供電,通信基站通常安裝有備用電源系統(tǒng),在市電停電時(shí)為基站用電設(shè)備供電,目前,通信基站大多都是采用鉛酸蓄電池組(新電池)搭配柴油發(fā)電機(jī)的方式進(jìn)行備電,市電停電后先用鉛酸蓄電池組的電量,3 小時(shí)內(nèi)市電供應(yīng)上后,繼續(xù)用市電,停電超過3 小時(shí),電量用完后就需要柴油或汽油發(fā)電機(jī)(移動式)進(jìn)行發(fā)電。

        由于磷酸鐵鋰電池?fù)碛畜w積小、重量輕、溫度適應(yīng)范圍廣、長循環(huán)壽命及浮充壽命、深度放電率、快速充電等特性,已逐漸應(yīng)用于通信基站備用電源領(lǐng)域,在WLAN、室外微站、新能源基站得到了小批量應(yīng)用。磷酸鐵鋰電池同時(shí)是新能源汽車動力蓄電池的主要類型之一,其在新能源汽車上退役后還有相應(yīng)的剩余容量和壽命,具有在通信基站備用電源領(lǐng)域繼續(xù)使用的可行性,行業(yè)內(nèi)許多主體已在開始積極的探索研究和示范工程建設(shè)。

        本節(jié)通過將車用和通信基站備用電源用鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法等技術(shù)條件對比分析,找出退役鋰離子電池與通信基站備用電源領(lǐng)域用磷酸鐵鋰電池之間技術(shù)要求的差異項(xiàng),初步判斷車用退役動力蓄電池是否滿足通信基站備用電源的技術(shù)條件以及需要在重組時(shí)需要改進(jìn)的地方。

        2 車用動力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)

        目前,我國已從車用動力蓄電池安全性保障和技術(shù)性能提升兩個(gè)方面,逐步建立起相關(guān)的準(zhǔn)入和推廣使用條件要求,通過強(qiáng)制性的安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系,確保使用過程的安全,通過補(bǔ)貼方式,引導(dǎo)電池技術(shù)進(jìn)步[1]。車用動力蓄電池相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)情況詳見下表 1。

        表1 電動汽車用動力蓄電池國家標(biāo)準(zhǔn)

        現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)對電動汽車動力蓄電池在安全(單體、包或系統(tǒng))、電性能及循環(huán)壽命方面有相應(yīng)的技術(shù)條件要求。安全方面,對單體有過放電等6 方面的試驗(yàn)項(xiàng)目,對系統(tǒng)或包有振動測試等15 方面的試驗(yàn)項(xiàng)目;電性能方面,對單體有外觀等4 方面試驗(yàn)項(xiàng)目,對模塊有外觀等11 方面試驗(yàn)項(xiàng)目;循環(huán)壽命方面對單體、模塊及系統(tǒng)有對應(yīng)的試驗(yàn)項(xiàng)目。

        3 通信基站備用電源標(biāo)準(zhǔn)

        當(dāng)前,通信基站備用電源領(lǐng)域也已有了自身基本的標(biāo)準(zhǔn)體系,詳見下表 2,其中,通信用磷酸鐵鋰電池最常用的標(biāo)準(zhǔn)主要為《通信用磷酸鐵鋰電池組第1 部分:集成式電池組》和《通信用磷酸鐵鋰電池組第2 部分:分立式電池組》,且標(biāo)準(zhǔn)中的電池組的概念對應(yīng)于車用動力蓄電池的系統(tǒng)概念。

        表2 通信基站備用電源標(biāo)準(zhǔn)

        4 標(biāo)準(zhǔn)比較研究

        在單體級別,通信基站備用電源要求單體電池為3.2V,分立式電池組的單體電池額定容量可分為50Ah、100Ah、150Ah、200Ah、300Ah,除此之外,沒有其他相關(guān)要求,而車用動力蓄電池在室溫放電以及過放電試驗(yàn)、過充電試驗(yàn)、短路試驗(yàn)、加熱試驗(yàn)、溫度循環(huán)試驗(yàn)、擠壓試驗(yàn)等安全性方面均有要求,且車用動力蓄電池的常用序列也是以3.2V 為主,即便不是3.2V,在重組時(shí)能夠滿足系統(tǒng)標(biāo)稱電壓48V 的要求即可。

        在系統(tǒng)/模組級別,通信基站備用電源有其獨(dú)有的要求,具體詳見下表 3。

        表3 車用和通信基站用鋰電池組標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件要求對比[2][3]

        5 有關(guān)結(jié)論

        通過對比分析車用動力蓄電池和通信基站備用電源領(lǐng)域?qū)﹄姵氐臉?biāo)準(zhǔn)要求,發(fā)現(xiàn)通過嚴(yán)格測試能夠應(yīng)用于新能源汽車上的動力蓄電池,在電池性能方面可基本滿通信基站備用電源領(lǐng)域的使用要求,但通信基站備用電源領(lǐng)域還有自身行業(yè)對電池的獨(dú)特要求:一是通信基站電池組的標(biāo)稱電壓48V;二是通信基站電池組對其BMS 有特定的要求。

        尤其需要重點(diǎn)關(guān)注的地方是,經(jīng)過新能源汽車使用后動力蓄電池在退役時(shí)的各種狀態(tài)與新電池相比時(shí)已經(jīng)發(fā)生了各種各樣的變化,因此退役動力蓄電池梯級利用到通信基站備用電源領(lǐng)域時(shí),需要首先對退役電池的各種技術(shù)參數(shù)進(jìn)行檢測,并通過相應(yīng)的技術(shù)方案改進(jìn)滿足應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)要求后,才可以梯級利用,且必須十分關(guān)注退役動力蓄電池梯級利用的安全性。

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