2014年是中國電動汽車市場正式啟動的元年，此前多年的政策推動、技術積累、市場需求在這一年達到了共振，使得電動汽車呈現出產銷兩旺的局面。據相關數據統(tǒng)計，2014年，中國共生產純電動乘用車3.55萬輛，插電式混合動力乘用車1.7萬輛，純電動商用車1.1萬輛，插電式混合動力商用車1.1萬輛，合計總共生產電動汽車7.45萬輛。

　　進入2015年，狂熱的勢頭有增無減，市場繼續(xù)以令人膛目結舌的速度快速發(fā)展，據工信部發(fā)布數據顯示，2015年10月，我國新能源汽車產量5.07萬輛，環(huán)比增長55%，同比增長8倍。2015年1~10月，新能源汽車累計生產20.69萬輛，同比增長3倍。其中，純電動乘用車生產8.71萬輛，同比增長3倍，插電式混合動力乘用車生產4.55萬輛，同比增長3倍；純電動商用車生產5.93萬輛，同比增長9倍，插電式混合動力商用車生產1.50萬輛，同比增長88%。截止到2015年10月底，我國已經累計生產各類型新能源汽車超過了32萬輛。

　　整個產業(yè)的發(fā)展速度超過了絕大多數人的想象，以至于產業(yè)鏈的上下游企業(yè)都沒有做好準，來迎接如此兇猛的產業(yè)化浪潮。以電動汽車的核心零部件鋰電池為例，產業(yè)前端的鋰礦并未大規(guī)模擴產，產能不能滿足成倍增長的市場需求，在全球大宗商品持續(xù)走低的情況下，電池級的碳酸鋰價格從年初開始一路走高，由4萬元/噸上漲到7萬元/噸，預計年底有望上升至8萬元/噸，市場資源極度緊張，常常有價無市。鈷，鎳等稀有金屬資源也在加速去庫存，有可能在明年產生供給缺口，上演鋰資源的上漲行情。中游的電芯企業(yè)，受制于原材料供給不足和產能擴張速度較慢，產品也是供不應求的狀態(tài)，成規(guī)模的電芯企業(yè)從今年下半年開始就很少接新的訂單，而是優(yōu)先滿足大客戶的訂單需求。

　　市場的爆炸式發(fā)展，使得所有的企業(yè)都在為了滿足出貨量而加速，為了拿中央和地方政策而奔走，產品的質量問題、安全問題、使用問題、服務問題、售后問題、配套問題層出不窮，一定程度上影響了產業(yè)的健康發(fā)展。

　　在市場狂熱的背后，諸多環(huán)節(jié)的不完善，不合理，甚至胡作非為，為電動汽車產業(yè)的持續(xù)發(fā)展帶來了重重隱患，埋下了一個個定時炸彈。我們需要仔細思考這些問題，提前采取有效的應對措施，避免出現狂熱過后一地雞毛的情況，建立一個產業(yè)可能需要幾十年的時間，而要毀掉一個產業(yè)，也許只需要幾年的時間。

　　電動汽車產銷量的爆發(fā)式增長，帶動了動力鋰電池的同比例增長，2014年我國動力鋰電池產量超過4GWh，2015年預計會超過15GWh，而2016年有望達到25GWh。

　　考慮當前動力鋰電池市場仍然以磷酸鐵鋰為主，如果以120Wh/kg的重量比能量來計算，2014年的動力電池總重量超過3.4萬噸。按照國務院的規(guī)劃，到2020年時，新能源汽車市場存量超過500萬輛，以一輛車平均配20kWh的電池來估算，約有1億kWh（1000 GWh）的鋰離子電池進入汽車市場，如果以重量比能量180Wh/kg（預測2020年可達到的指標）來計算，市場流通的動力電池總重量高達555萬噸?？紤]到鋰電池當中含有鋰、鎳、鈷等稀有金屬，以及有毒有害的電解質和其他化學材料，如果不能進行妥當的回收利用，不但會造成極大的稀有金屬資源浪費，而且會對環(huán)境造成巨大的破壞，與創(chuàng)造環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展經濟背道而馳。

　　一般而言，當動力電池使用一段時間或循環(huán)一定次數之后，其容量或功率特性衰退較為明顯，無法滿足車用要求，需要從汽車市場退役。但是，退役的動力電池仍然潛藏巨大的剩余價值，其容量和功率仍然可以滿足多種儲能場合的需求，如UPS、通信基站、數據中心、電動自行車、風光發(fā)電儲能等應用。因此，開展梯級利用技術研究，充分發(fā)揮動力電池的剩余價值，是非常有必要的。當動力電池的性能衰退到很低的時候，就需要進行報廢處理，提煉有經濟價值的稀有金屬資源，對有毒副作用的化學物質進行無毒化處理，徹底消除環(huán)境污染問題。

　　以我國當前動力電池企業(yè)和pack企業(yè)的技術實力，以及電動汽車整車企業(yè)的產業(yè)化水平，動力電池的普遍壽命在3~5年，有些甚至更短。

　　2014年是我國電動汽車發(fā)展的爆發(fā)元年，按照可使用壽命推算，預計在2017~2018年左右迎來動力電池集中退役的巨大壓力，將有上萬噸的動力電池退出市場，等待回收處理。 從當前看，相關企業(yè)約有2年左右的時間，可以在退役電池的回收利用方面做技術積累和商業(yè)化探索。

　　因此，如何應對電動汽車后市場，合理的回收和利用汽車退役下來的動力電池，不是等電動汽車市場發(fā)展到很大規(guī)模之后才去考慮和規(guī)劃的，而是應該在當前，進行技術、市場、產業(yè)、政策、環(huán)保等各方面的研究和實踐，完善電動汽車市場的相關配套體系建設。

　　國務院在《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012~2020）》中明確規(guī)定：

　　“(五)加強動力電池梯級利用和回收管理。制定動力電池回收利用管理辦法，建立動力電池梯級利用和回收管理體系，明確各相關方的責任、權利和義務。引導動力電池生產企業(yè)加強對廢舊電池的回收利用，鼓勵發(fā)展專業(yè)化的電池回收利用企業(yè)。嚴格設定動力電池回收利用企業(yè)的準入條件，明確動力電池收集、存儲、運輸、處理、再生利用及終處置等各環(huán)節(jié)的技術標準和管理要求。加強監(jiān)管，督促相關企業(yè)提高技術水平，嚴格落實各項環(huán)保規(guī)定，嚴防重金屬污染?！?/p>

　　但是，如前文所述，由于電動汽車市場發(fā)展太快，相關的產業(yè)鏈遠遠談不上成熟，動力電池回收利用的體系還處在非常原始的階段，目前我國車用動力電池回收利用的現狀是：

　　? 前幾年受電動汽車動力電池市場規(guī)模的限制，尚未形成產業(yè)化的回收利用市場，無明確的標準規(guī)范約束，無政府的財政政策扶持

　　? 沿用鎳氫、鎳鎘、鉛酸電池的回收處理路線，采用濕法工藝、火法工藝或機械法工藝提取銅、鋁、鋰、鎳、鈷、錳等有價值的金屬

　　? 從事回收利用的企業(yè)或單位大多都不具相關資質和環(huán)保條件，回收行為受利益驅使，缺乏監(jiān)管和約束

　　? 相關回收企業(yè)規(guī)模小、環(huán)保沒施缺乏、技術落后，綜合資源利用率低，回收過程對環(huán)境污染嚴重

　　? 退役電池大多數直接報廢，拆解和回收原材料，對梯級利用研究不夠，僅有示范項目，沒有有效的商業(yè)化探索

　　? 責任主體不清，利益關系不清，車主、整車企業(yè)、電池企業(yè)、梯級利用企業(yè)、報廢回收企業(yè)尚未形成一條完整的回收利用產業(yè)鏈

　　為貫徹落實《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020）》和《國務院辦公廳關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》（國辦發(fā)[2014]35號），引導電動汽車動力蓄電池有序回收利用，國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部會同有關部門，組織研究制定了《電動汽車動力蓄電池回收利用技術政策（2015年版）》（征求意見稿）。

　　制定回收利用技術政策的目的，是指導相關企業(yè)合理開展電動汽車動力蓄電池的生產及回收利用工作，建立上下游企業(yè)聯動的動力蓄電池回收利用體系。落實生產者責任延伸制度，電動汽車生產企業(yè)（含進口商，下同）應承擔電動汽車廢舊動力蓄電池回收利用的主要責任，動力蓄電池生產企業(yè)（含進口商，下同）應承擔電動汽車生產企業(yè)售后服務體系之外的廢舊動力蓄電池回收利用的主要責任，梯級利用電池生產企業(yè)（以下簡稱“梯級利用企業(yè)”）應承擔梯級利用電池回收利用的主要責任，報廢汽車回收拆解企業(yè)應負責回收報廢汽車上的動力蓄電池。

　　此外，中國汽車標準化技術委員會車用動力電池回收利用標準起草工作組已于2015年1月完成《車用動力電池回收利用拆解規(guī)范》、《車用動力電池回收利用余能檢測》兩個國家推薦性標準的行業(yè)意見征求，相關國標的制定工作在穩(wěn)步推進當中。

　　從政策制定者的角度來看，應該說政府已經充分意識到了建立動力電池回收利用體系的重要性和緊迫性，在標準和規(guī)范方面展開部署，引導相關的責任企業(yè)建立完善的回收利用產業(yè)鏈。

　　從已收集的梯級利用案例來看，在理論研究和示范工程方面較多，在商)業(yè)化推廣方面，國內還處在初期的探索階段，國外已有商業(yè)案例。美國創(chuàng)業(yè)FreeWire利用退役動力電池研發(fā)移動式充電產品，面向家庭和樓宇，成本可以做到100＄/kWh，折合人民幣0.6元)/Wh，如果規(guī)?；嵘杀具€可以進一步降低，已經具相當大的經濟價值。國內的電動汽車龍頭企業(yè)比亞迪也在積極開展梯級利用的商業(yè)化研究，采用退役的動力電池探索大規(guī)模的梯級利用產品，走在了國內企業(yè)的前列。

　　針對梯級利用的商業(yè)利益分析和技術可行性分析，已經持續(xù)進行了十年以上，相關的研究文章和分析報告也為數不少，已經為產業(yè)化的發(fā)展積累了一定的理論基礎。

　　在示范工程方面，大多集中于分布式發(fā)電、電網儲能和充電站等，多為中大規(guī)模的電池系統(tǒng)，比較適合課題性的研究和成果的展示，在應用方面的探索，應該集中在工業(yè)和民用領域。

　　梯級利用的價值在于低成本，以較低的成本，獲得較高的性能，從而在某些應用場合獲得良好的經濟效益。因此，梯級利用的技術研究一定要以低成本為核心，脫離這個著眼點，很容易陷入為追求技術指標而忽略商業(yè)價值的困境，使得梯級利用的商業(yè)運作步履維艱。

　　如果以鉛酸電池的價格作為參考，利用梯級利用的動力電池進行二次開發(fā)，推向市場的模組或系統(tǒng)級產品，其產品單價的合理區(qū)間應該在0.5~0.8元/Wh。要達到這個目標，梯級利用的技術需要著重考慮幾個方面。

　　從整車退役的動力電池，一般是把Pack從車上整體拆卸下來，在做梯級利用之前，需要將pack拆開，獲得電池模組或電芯?？紤]到電芯之間的連接方式一般都是焊接（激光焊，電阻焊，超聲波焊等），如果要拆解到電芯級別，就會對電芯極柱，電芯外殼，以及電芯內部造成不同程度的損傷，有可能造成電芯安全問題或電芯報廢，所以這種方式是不可取的。真正合理的做法是電池模組之間是軟性連接設計，拆解時只將電池模組拆解出來，而不破壞模組的結構和連接，從而實現真正的無損拆解。

　　不同的車型有不同的pack設計，其內外部結構設計，模組連接方式，工藝技術各不相同，意味著不可能用一套拆解工藝和規(guī)范適合所有pack和模組。在pack拆解方面，就需要進行柔性化的配置，將拆解流水線進行分段細化，針對不同pack，要盡可能復用現有流水線的工段和工序，以提高作業(yè)效率，降低重復投資。

　　電池拆解后的分類，標簽，存放，信息錄入和追溯等相關工作對于產業(yè)化非常重要，需要探索合理和高效的方式。

　　在拆解作業(yè)時，存在大量的人工作業(yè)，如果操作不當，可能會發(fā)生短路、漏液等各種安全問題，進而可能造成起火或爆炸，導致人員傷亡和財產損失。 所以，如何保證作業(yè)安全，降低事故隱患，也是大規(guī)模pack拆解所必須解決的問題。

　　如果動力電池在使用期間，其相關運行數據有完整記錄，結合電池的出數據，可以建立電池模組的簡單壽命模型，能夠大致估算出，在特定運行條件下電池模組的剩余壽命。這種方式，可以節(jié)約檢測時間和費用。

　　如果動力電池的使用情況無數據記錄，或者無法拿到使用數據，僅有出時的原始數據（如標稱容量、電壓、額定循環(huán)壽命等），需要對每個模組進行測試、均衡、計算，根據相關數據和出時的原始數據，建立一個對應關系，大致估算其剩余壽命。針對這種情況，每一個模組的測試時間，測試費用，都會影響梯級利用的成本。

　　測試設、測試場地、測試費用、測試時間、分析建模等，都會增加不少的成本，導致梯次利用的經濟價值降低。如何快速、準確的估算電池模組的剩余壽命，是動力電池梯級利用的關鍵所在。

　　需要根據運行數據和測試數據對不同的電池模組建立數據庫，根據材料體系、容量、內阻、剩余循環(huán)壽命等參數對模組重新分組。模組分組參數的合理性，直接影響到后面重新組合的系統(tǒng)性能，具體如何確定相關參數，需要做大量的研究工作，兼顧成本和性能。

　　基于電池模組的分組等級和類型，以及產品開發(fā)具體目標，建立一個系統(tǒng)級模型，推算出相關的匹配系數，確定產品的總體方案。

　　系統(tǒng)結構設計應該兼容不同的模組，固定方式既要考慮緊固性和可靠性，又要考慮彈性和便于快速裝卸；模組的線束連接多柔性化考慮，做到可快插和快換。

　　BMS需做到模塊化、標準化和智能化，能夠自適應各種類型的模組，并能夠自我學習，在運行過程中為模組和電芯建立模型，做到智能化的監(jiān)控、預測、診斷、報警和各類在線服務。軟件的升級可在線進行，并可遠程升級。

　　由于大多數電芯都已進入生命周期的中后期，其老化（劣化）速度不一，并且情況較剛出的電池要惡劣的多，突出表現為容量和內阻的差異越來越大，導致系統(tǒng)在可用容量和充放電功率方面越來越弱，可靠性問題嚴重。這種老化速度的離散性變化趨勢，嚴重時會使得產品的性能和壽命遠低于預期，增加產品的使用風險和售后風險。

　　拆解后的電池模組，僅通過目視檢查，是無法發(fā)現一些安全缺陷的，如輕微脹氣、漏液、內短路、外殼破損、絕緣失效、極柱腐蝕等。采取簡單、快速而有效的檢查措施為拆解后的電池模組進行安全“體檢”，這是非常重要的測試工序。

　　另外，在新產品運行過程中，BMS仍然承擔著電池“家庭醫(yī)生”的角色，必須時刻對安全狀態(tài)進行監(jiān)控，排查隱患，及時采取措施。所以，針對梯級利用的產品，BMS的安全性和可靠性檢測功能要予以強化，通過電子手段有效監(jiān)控和保障產品的安全性和可靠性。

　　如何做到良好的成本控制，將系統(tǒng)成本做到新電池產品的三分之一，甚至更低，將直接決定梯次利用產業(yè)化前景。

　　如何以較低的成本拿到電池pack，如何針對不同pack復用流水線和工藝，如何簡化測試，如何快速建模等，都會影響后續(xù)的產品成本。

　　在產品開發(fā)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)集成是關鍵，電池模組混用、系統(tǒng)柔性化設計、BMS魯棒性設計等，都能有效降低產品物料成本。

　　在產品的運維環(huán)節(jié)，如何確定合理的質保年限，做到智能化的管理，遠程診斷和維護等，都會影響產品的生命周期成本。

　　目前來看，世界各國針對梯級利用的商業(yè)化探索都處在早期階段，還沒有誕生非常成熟的運作方式，回收體系、產品應用、市場推廣、商業(yè)模式、資源整合等都有待進一步研究和積累。諸多因素，也限制了梯級利用的大規(guī)模開展和商業(yè)推廣。

　　從示范項目來看，大多集中在利于成果展示的儲能領域，而未充分開拓工商業(yè)和民用產品市場。實際上，根據我個人理解，除了開拓類似于儲能等新興的產品應用領域，切入已有的成熟的市場，以較高的性價比來取代傳統(tǒng)的鉛酸電池等蓄能裝置，會獲得更快的發(fā)展和更大的突破。

　　2014年我國鉛酸電池總產量22069萬千伏安時，約220GWh，主要應用在UPS，通信基站，電動自行車，低速電動車，傳統(tǒng)燃油車，風光儲能等市場。而我國今年的動力電池總產量預計也不過才15GWh，這部分動力電池全部退役后進行梯級利用，預計剩余容量為12GWh（以衰減到80%計算），也不過占到今年鉛酸電池總產量的5.4%。鉛酸電池的市場價格在0.4~0.9元/Wh之間，如果梯級利用的成本控制的好，完全可以取代部分鉛酸電池，進入一些對性能和壽命要求較高的應用場合。

　　可主攻的產品應用的領域：充放電倍率低，循環(huán)壽命要求低，質保要求不高，對成本敏感。

　　產品的技術特征：以60V，48V，12V模組應用為主，系統(tǒng)集成技術簡單，安全風險低。

　　梯級利用的主要目標：以較低的成本和較高的性能，主攻鉛酸電池的應用市場，同時拓展應急電源，移動電源，家庭儲能，分布式儲能等新興市場。

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