动力电池如何回收利用（2）：日产和宝马模式

动力电池系统是整个电动汽车的能量来源，是电动汽车最重要的核心零部件，因此其成本也占了电动汽车总成本很大一部分在这样的条件下，如何构建一个合适的回收网络和执行策略，就成了电动汽车动力锂电池回收利用的关键工作。本篇研究周报就针对纯电动汽车电池的回收问题给出研究建议。
　　一般而言，电动汽车动力电池生命周期的终结有以下几种情况：
　　1)   随车报废：电池的生命终点和整车同样长久，当行驶里程和时间达到一定时间时，电池随整车报废，这是传统设计上的电池生命终结。
　　2)   保修期内更换：电池一般在模组内焊接牢固的情况下不允许在电芯层面进行维修，而是按照模块为单位进行维修，当某些电芯出现放空、漏液或者其他失效情况的时候，需要更换模组进行维修。
　　3)   电池升级到更高容量：一般出现在新车型的升级上，特别是如宝马i3 60Ah和94Ah，LEAF 24KWh切换到40KWh这样典型的里程升级模式，由车企提供一定优惠的价格，让用户购买更高容量的电芯。
　　4)   升级新电池：一般出现在小电池上，在全新条件下，整车续航里程往往还可以接受,当电池容量下降、电芯一致性出现差异时，会影响电动汽车的续驶里程，会使客户不满意，在这种条件下，伴随着二手车交易，新的用户可能会直接购买新电池，这也是厂家获取旧电池的一种渠道。
　　国内从2009年开始推广应用新能源汽车，跑的最多的那些分时租赁和其他营运的网约车，电池的质保期（8年10万公里）很快就要过了，如果对损坏的电池不进行维护和升级，那么BEV运营商的电动汽车资产就大幅折损，因此，为降低BEV运营商资产的折损速度和幅度，未来汽车企业可能推出升级电池的服务。
　　在报废这一传统模式上，鉴于用户拥有产权的现实，对报废电池进行回收需要认真评估纯电动汽车电池系统的价值，准确、科学、规范的废旧电池价值评估标准是电池回收的重要基础，这点值得我们进行细致的研究。
　　

　　图1 电动汽车的电池生命终点

　　在传统报废模式下，电池彻底走完其生命周期是需要很长时间的，实际的情况往往是电池并没有到报废年限或程度，但是汽车性能升级的需求使得车辆/电池很快就回到厂家，所以对于这部分并没有报废的电池，到底该如何处置，真的需要仔细考虑。
　　接下来，我们将细致的把整个国内外建立获取电池的体制分析清楚，看国外如何在不同阶段基于实际发掘出旧电池的不同应用价值。
　　1.  电池的更新服务（以旧换新）
　　更新电池的处置模式我们以日产为例。
　　日产聆风（LEAF）是一款较早的电动汽车（截至2018年1月全球累计销售30万辆），其电池系统采用被动冷却的方式，因此对于长期的寿命折损（由于较高的温度引起的）还是比较大的，在2014年，日产是第一个为纯电动汽车提供LEAF 24千瓦/时的电池更新定价的电动汽车公司，当时公布的价格为5499美元（3.4万人民币）。日产的电池更新对于当时的服务保障来说可谓带来一针清新剂，当时市场普遍预期价格为1.5万美元；美国很多消费者认为纯电动汽车的技术升级很快，如果如果一直看不到日产公布聆风更换电池的价格，那消费者就会认为与其买一辆聆风，不如租一辆。
　　日产已经考虑了回收旧电池退还的1000美元，这样保证了电池在不同容量折损下，统一折成价格以方便处理。
　　这其实有点像是日产整体售后和维护的一部分，因为为LEAF进行保修，一般也是采取电池换包的方案，这在初期是最为普及的。离私人客户最近的4S店，通过配置一定的新电池包或者维修过的电池包，可以尽快将客户的故障车进行修理，而所需的设备和培训人员的时间周期无疑也是最少的。然后通过陆路运输损坏的电池包到电池包原厂或者售后电池处理工厂。
　　由于日产电池的模组设计原因，很难在经销商这里进行单体的充放电筛选，进行模组的处理，所以其优缺点也比较明显。
　　优点是响应迅速，4S店部署容易成本低，维护覆盖范围大。，通过这个链条，可以把整个售后方面的电池系统统一收回来。但缺点是换下来的电池包需要寄回美国Smyrna的工厂，运输成本太高，而且在全球布置工厂的成本也较高。
　

　　图2 Nissan LEAF电池包和4S店维修区域

　　2.  电池的升级服务（跟踪最新款）
　　宝马在i3电池花的功夫可是不小，从2013年推出i3，到2016年对电池进行升级（94Ah，50%的提升），然后到2018年继续升级成120Ah（形成对最早版本100%的提升），用户是可以通过支付费用来获取全新的电池，这样也使得整车在其他功能完好情况下，实现更长时间的使用。在这样的条件下：
　　以旧换新，回收回来的电池系统的容量差异很大
　　旧电池系统直接拆解或者进行重组就浪费了，因为从机理上来看，这些电池本质的原因是化学体系升级造成的，设计寿命尚未终结
　　

　　图3 宝马i3 电池升级服务

　　在废旧电池的再利用方面，宝马的做法是建立旧电池储存农场，回收旧电池作为储能装置为工厂和当地发电供电。未来宝马废旧汽车电池都将回收到储存农场，宝马i系电动车的电池保质期过后，电池就会进入储存农场，为周边地区的电网供电。
　　3.  用户付费替换服务的延伸
　　由于电动汽车升级的需要，因此确实会收回一些半新不旧的电池，所以各个汽车企业都需要拓展对这些尚未完全报废电池的二次利用。
　　日产的做法是单独组建一个工厂来做电池的翻新服务，可谓最为典型。2018年3月26日，日产宣布组建专门从事电动汽车锂离子电池再利用和再处理的工厂，新厂将位于日本东部的浪江町，由日产和住友商事的合资公司4R Energy运营，
　　新组建的工厂将开始回收电动车废旧电池，并筛选状态良好的电池面向EV再次销售。销售价格与新品电池相比，将便宜一半以上，例如Leaf 24kwh电池容量的场合，新品是65万日元，而再次销售品价格是30万日元（不含税）。日产提供的具体电池价目表为：
　　表1 日产在日本的更换再生或全新电动汽车电池价格

　　在用户只买新的电池条件下，必然要让这些半新不旧的电池找到去处。
　　现在看下来这种半新的电池系统，配对给EV是不合适的，因此各家都在尝试。比较新颖的是基于单个电池包的立式街灯，该产品由日产聆风车型的废旧电池和太阳能进行供电，不需要依靠电网供电。具体是将LEAF里的废旧电池集成到街灯中，并在街灯的顶部添置了太阳能模块，可在白天为电池充电。这些路灯将安装在2011年福岛核电站受灾的浪江町镇，其供电将不再依赖于当地的电网。
　　

　　图4 日产聆风废旧电池二次利用的立式街灯