蔣 濤，陳 倩，李 爽，張智明，林府雷，張琴琴

（興義民族師范學院，貴州 興義 562400）

隨著新能源汽車迅速發(fā)展，國內(nèi)對退役動力電池處理越來越重視。大數(shù)據(jù)技術的出現(xiàn)正在潛移默化地改變?nèi)藗兊纳罘绞?，在各個行業(yè)備受矚目，以汽車行業(yè)為例：楊明昕等［1］提出基于大數(shù)據(jù)的汽車精準營銷分析；鄭麗斐［2］提出解析大數(shù)據(jù)汽車電子故障遠程在線診斷技術的應用；孟祥怡等［3］提出新能源汽車充電用戶行為大數(shù)據(jù)分析及應用；鄧敦杰［4］提出大數(shù)據(jù)對汽車電子信息控制系統(tǒng)的優(yōu)化，無不體現(xiàn)大數(shù)據(jù)在各行業(yè)地位。

1 研究背景

1.1 梯次利用背景

隨著動力電池裝機量逐年增長，退役動力電池處理成為難題。常用處理方法投入成本高、資源回收率低。汽車智能化、電動化、互聯(lián)網(wǎng)化的發(fā)展趨勢，為大數(shù)據(jù)分析利用創(chuàng)造了有利的條件。2021年7月國家發(fā)展改革委官網(wǎng)發(fā)布的《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》提出，到2025年全面推行循環(huán)型生產(chǎn)方式，資源循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達到5萬億元，為汽車動力電池回收再利用提供了市場［5］。

1.2 大數(shù)據(jù)背景

2021年我國互聯(lián)網(wǎng)普及率為71.6%，大數(shù)據(jù)分析與應用在制造業(yè)中的應用越來越普遍，整個制造業(yè)發(fā)展得到了質(zhì)的提升，從產(chǎn)品開發(fā)調(diào)研到設計成型，大數(shù)據(jù)都參與其中，彌補了工藝缺陷，優(yōu)化了生產(chǎn)技術，產(chǎn)品質(zhì)量變得更佳。

2 常用退役動力電池處理方法

通過調(diào)查目前常用退役動力電池處理方法主要有三種，分別為物理回收、火法回收、濕法回收。（1）物理回收特點：物理回收法原理如圖1所示，從中可知是通過將動力電池進行直接破碎，然后再根據(jù)各物質(zhì)的物理特性進行分類；采用這種方式對退役新能源汽車動力電池進行處理，回收的效率并不是很高，投入比較大，經(jīng)濟效益回報不是很理想；（2）濕法回收特點：濕法回收利用原理如圖2所示，該方法是將電氣材料溶解在酸堿溶液中，緊接著獲得液相中的元素進行分離和純化，回收率不高，成本高；（3）火法回收：火法回收原理圖如圖3所示，是一種將電池中的材料進行高溫煅燒，之后會產(chǎn)生氧化反應以及還原反應，然后再對其進行進一步分離。這種方法相對來說對于環(huán)境的污染比較大，效率不高。

圖1 物理回收流程圖

圖2 濕法回收原理圖

圖3 火法回收原理圖

這三種方法是將退役動力電池直接進行資源化回收，成本高，回報低，資源利用不能達到最大化，極大造成了資源浪費。

3 大數(shù)據(jù)對梯次利用處理方法應用分析

動力電池是由電池管理系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件、模組、熱管理系統(tǒng)等組成，如圖4所示。各組成部件包含大量傳感器，以此來實時采集動力電池當中的電壓、電流、溫度、SOC估算、漏電信息數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)為整車安全可靠運行提供底層數(shù)據(jù)。

圖4 動力電池結(jié)構(gòu)圖

動力電池退役后，以動力電池原傳感器為基礎，引入外部傳感器進行連接，通過安裝數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接CAN線，將退役動力電池狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，利用大數(shù)據(jù)分析可對退役動力電池進行快速的有效利用［6］。

4 大數(shù)據(jù)對梯次利用處理方法理論建設

動力電池到達生命周期后，本身傳感器依舊可進行再利用，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的傳感器與原動力電池傳感器相連，采集動力電池實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過設計標準，進行分類，對不同檔次退役動力電池進行再次利用。通過采用LTC6810-1傳感器連接動力電池管理系統(tǒng)，使LTC6810-1傳感器可以通過動力電池管理系統(tǒng)原來的傳感器獲取動力電池的實時數(shù)據(jù)，通過以下標準對動力電池進行分類，原理圖如圖5所示。

圖5 大數(shù)據(jù)對梯次利用處理方法理論建設圖

采用LTC6810-1的優(yōu)勢。LTC6810是一款多單元電池堆棧監(jiān)控器。LTC6810可測量多達6個串聯(lián)連接的電池單元，總測量誤差小于1.8 mV。LTC6810具有0 V至5 V的電池測量范圍，適合大多數(shù)電池化學應用。可在290μs內(nèi)測量所有6個電池單元，并選擇較低的數(shù)據(jù)采集速率以便降噪?？蓪⒍鄠€LTC6810-1器件串聯(lián)，以便同時監(jiān)測很長的高壓電池串。每個LTC6810具有isoSPI接口，用于高速、RF抗擾、遠距離通信。多個器件使用LTC6810-1以菊花鏈形式與主機處理器連接，適用于所有器件。LTC6810-1支持雙向操作，甚至可與斷線進行通信。多個器件使用LTC6810-2與主機處理器并聯(lián)，且每個器件單獨尋址。電池堆棧可直接為LTC6810供電，也可采用隔離電源對其供電。LTC6810具有用于每個電池單元的被動式平衡和PWM占空比控制功能，且能夠執(zhí)行冗余電池測量。其他特性包括一個板載5 V調(diào)節(jié)器、4個通用I／O線路和休眠模式（在此模式下，功耗降至4μA）。

5 結(jié) 論

新能源汽車發(fā)展成為必然趨勢，動力電池生產(chǎn)需要大量金屬元素，勢必將造成金屬元素稀缺，采用行業(yè)內(nèi)常用處理方法并不能使資源利用達到最大化，將退役動力電池梯次利用不僅能改變這一局面，還能增加動力電池經(jīng)濟效益，所以大數(shù)據(jù)利用在退役動力電池梯次利用工藝中成為解決退役動力電池如何處理的一個突破點。