動(dòng)力電池如何回收利用（2）：日產(chǎn)和寶馬模式

動(dòng)力電池系統(tǒng)是整個(gè)電動(dòng)汽車的能量來源，是電動(dòng)汽車最重要的核心零部件，因此其成本也占了電動(dòng)汽車總成本很大一部分在這樣的條件下，如何構(gòu)建一個(gè)合適的回收網(wǎng)絡(luò)和執(zhí)行策略，就成了電動(dòng)汽車動(dòng)力鋰電池回收利用的關(guān)鍵工作。本篇研究周報(bào)就針對(duì)純電動(dòng)汽車電池的回收問題給出研究建議。
　　一般而言，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池生命周期的終結(jié)有以下幾種情況：
　　1)   隨車報(bào)廢：電池的生命終點(diǎn)和整車同樣長(zhǎng)久，當(dāng)行駛里程和時(shí)間達(dá)到一定時(shí)間時(shí)，電池隨整車報(bào)廢，這是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)上的電池生命終結(jié)。
　　2)   保修期內(nèi)更換：電池一般在模組內(nèi)焊接牢固的情況下不允許在電芯層面進(jìn)行維修，而是按照模塊為單位進(jìn)行維修，當(dāng)某些電芯出現(xiàn)放空、漏液或者其他失效情況的時(shí)候，需要更換模組進(jìn)行維修。
　　3)   電池升級(jí)到更高容量：一般出現(xiàn)在新車型的升級(jí)上，特別是如寶馬i3 60Ah和94Ah，LEAF 24KWh切換到40KWh這樣典型的里程升級(jí)模式，由車企提供一定優(yōu)惠的價(jià)格，讓用戶購買更高容量的電芯。
　　4)   升級(jí)新電池：一般出現(xiàn)在小電池上，在全新條件下，整車?yán)m(xù)航里程往往還可以接受,當(dāng)電池容量下降、電芯一致性出現(xiàn)差異時(shí)，會(huì)影響電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，會(huì)使客戶不滿意，在這種條件下，伴隨著二手車交易，新的用戶可能會(huì)直接購買新電池，這也是廠家獲取舊電池的一種渠道。
　　國內(nèi)從2009年開始推廣應(yīng)用新能源汽車，跑的最多的那些分時(shí)租賃和其他營運(yùn)的網(wǎng)約車，電池的質(zhì)保期（8年10萬公里）很快就要過了，如果對(duì)損壞的電池不進(jìn)行維護(hù)和升級(jí)，那么BEV運(yùn)營商的電動(dòng)汽車資產(chǎn)就大幅折損，因此，為降低BEV運(yùn)營商資產(chǎn)的折損速度和幅度，未來汽車企業(yè)可能推出升級(jí)電池的服務(wù)。
　　在報(bào)廢這一傳統(tǒng)模式上，鑒于用戶擁有產(chǎn)權(quán)的現(xiàn)實(shí)，對(duì)報(bào)廢電池進(jìn)行回收需要認(rèn)真評(píng)估純電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)的價(jià)值，準(zhǔn)確、科學(xué)、規(guī)范的廢舊電池價(jià)值評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是電池回收的重要基礎(chǔ)，這點(diǎn)值得我們進(jìn)行細(xì)致的研究。
　　

　　圖1 電動(dòng)汽車的電池生命終點(diǎn)

　　在傳統(tǒng)報(bào)廢模式下，電池徹底走完其生命周期是需要很長(zhǎng)時(shí)間的，實(shí)際的情況往往是電池并沒有到報(bào)廢年限或程度，但是汽車性能升級(jí)的需求使得車輛/電池很快就回到廠家，所以對(duì)于這部分并沒有報(bào)廢的電池，到底該如何處置，真的需要仔細(xì)考慮。
　　接下來，我們將細(xì)致的把整個(gè)國內(nèi)外建立獲取電池的體制分析清楚，看國外如何在不同階段基于實(shí)際發(fā)掘出舊電池的不同應(yīng)用價(jià)值。
　　1.  電池的更新服務(wù)（以舊換新）
　　更新電池的處置模式我們以日產(chǎn)為例。
　　日產(chǎn)聆風(fēng)（LEAF）是一款較早的電動(dòng)汽車（截至2018年1月全球累計(jì)銷售30萬輛），其電池系統(tǒng)采用被動(dòng)冷卻的方式，因此對(duì)于長(zhǎng)期的壽命折損（由于較高的溫度引起的）還是比較大的，在2014年，日產(chǎn)是第一個(gè)為純電動(dòng)汽車提供LEAF 24千瓦/時(shí)的電池更新定價(jià)的電動(dòng)汽車公司，當(dāng)時(shí)公布的價(jià)格為5499美元（3.4萬人民幣）。日產(chǎn)的電池更新對(duì)于當(dāng)時(shí)的服務(wù)保障來說可謂帶來一針清新劑，當(dāng)時(shí)市場(chǎng)普遍預(yù)期價(jià)格為1.5萬美元；美國很多消費(fèi)者認(rèn)為純電動(dòng)汽車的技術(shù)升級(jí)很快，如果如果一直看不到日產(chǎn)公布聆風(fēng)更換電池的價(jià)格，那消費(fèi)者就會(huì)認(rèn)為與其買一輛聆風(fēng)，不如租一輛。
　　日產(chǎn)已經(jīng)考慮了回收舊電池退還的1000美元，這樣保證了電池在不同容量折損下，統(tǒng)一折成價(jià)格以方便處理。
　　這其實(shí)有點(diǎn)像是日產(chǎn)整體售后和維護(hù)的一部分，因?yàn)闉長(zhǎng)EAF進(jìn)行保修，一般也是采取電池?fù)Q包的方案，這在初期是最為普及的。離私人客戶最近的4S店，通過配置一定的新電池包或者維修過的電池包，可以盡快將客戶的故障車進(jìn)行修理，而所需的設(shè)備和培訓(xùn)人員的時(shí)間周期無疑也是最少的。然后通過陸路運(yùn)輸損壞的電池包到電池包原廠或者售后電池處理工廠。
　　由于日產(chǎn)電池的模組設(shè)計(jì)原因，很難在經(jīng)銷商這里進(jìn)行單體的充放電篩選，進(jìn)行模組的處理，所以其優(yōu)缺點(diǎn)也比較明顯。
　　優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)迅速，4S店部署容易成本低，維護(hù)覆蓋范圍大。，通過這個(gè)鏈條，可以把整個(gè)售后方面的電池系統(tǒng)統(tǒng)一收回來。但缺點(diǎn)是換下來的電池包需要寄回美國Smyrna的工廠，運(yùn)輸成本太高，而且在全球布置工廠的成本也較高。
　

　　圖2 Nissan LEAF電池包和4S店維修區(qū)域

　　2.  電池的升級(jí)服務(wù)（跟蹤最新款）
　　寶馬在i3電池花的功夫可是不小，從2013年推出i3，到2016年對(duì)電池進(jìn)行升級(jí)（94Ah，50%的提升），然后到2018年繼續(xù)升級(jí)成120Ah（形成對(duì)最早版本100%的提升），用戶是可以通過支付費(fèi)用來獲取全新的電池，這樣也使得整車在其他功能完好情況下，實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)時(shí)間的使用。在這樣的條件下：
　　以舊換新，回收回來的電池系統(tǒng)的容量差異很大
　　舊電池系統(tǒng)直接拆解或者進(jìn)行重組就浪費(fèi)了，因?yàn)閺臋C(jī)理上來看，這些電池本質(zhì)的原因是化學(xué)體系升級(jí)造成的，設(shè)計(jì)壽命尚未終結(jié)
　　

　　圖3 寶馬i3 電池升級(jí)服務(wù)

　　在廢舊電池的再利用方面，寶馬的做法是建立舊電池儲(chǔ)存農(nóng)場(chǎng)，回收舊電池作為儲(chǔ)能裝置為工廠和當(dāng)?shù)匕l(fā)電供電。未來寶馬廢舊汽車電池都將回收到儲(chǔ)存農(nóng)場(chǎng)，寶馬i系電動(dòng)車的電池保質(zhì)期過后，電池就會(huì)進(jìn)入儲(chǔ)存農(nóng)場(chǎng)，為周邊地區(qū)的電網(wǎng)供電。
　　3.  用戶付費(fèi)替換服務(wù)的延伸
　　由于電動(dòng)汽車升級(jí)的需要，因此確實(shí)會(huì)收回一些半新不舊的電池，所以各個(gè)汽車企業(yè)都需要拓展對(duì)這些尚未完全報(bào)廢電池的二次利用。
　　日產(chǎn)的做法是單獨(dú)組建一個(gè)工廠來做電池的翻新服務(wù)，可謂最為典型。2018年3月26日，日產(chǎn)宣布組建專門從事電動(dòng)汽車鋰離子電池再利用和再處理的工廠，新廠將位于日本東部的浪江町，由日產(chǎn)和住友商事的合資公司4R Energy運(yùn)營，
　　新組建的工廠將開始回收電動(dòng)車廢舊電池，并篩選狀態(tài)良好的電池面向EV再次銷售。銷售價(jià)格與新品電池相比，將便宜一半以上，例如Leaf 24kwh電池容量的場(chǎng)合，新品是65萬日元，而再次銷售品價(jià)格是30萬日元（不含稅）。日產(chǎn)提供的具體電池價(jià)目表為：
　　表1 日產(chǎn)在日本的更換再生或全新電動(dòng)汽車電池價(jià)格

　　在用戶只買新的電池條件下，必然要讓這些半新不舊的電池找到去處。
　　現(xiàn)在看下來這種半新的電池系統(tǒng)，配對(duì)給EV是不合適的，因此各家都在嘗試。比較新穎的是基于單個(gè)電池包的立式街燈，該產(chǎn)品由日產(chǎn)聆風(fēng)車型的廢舊電池和太陽能進(jìn)行供電，不需要依靠電網(wǎng)供電。具體是將LEAF里的廢舊電池集成到街燈中，并在街燈的頂部添置了太陽能模塊，可在白天為電池充電。這些路燈將安裝在2011年福島核電站受災(zāi)的浪江町鎮(zhèn)，其供電將不再依賴于當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)。
　　

　　圖4 日產(chǎn)聆風(fēng)廢舊電池二次利用的立式街燈