“核心”返回的地方揭示了電動“心臟”的回家路。

Mondo 汽車 更新 2024-01-29

與其將其直接扔進垃圾填埋場,不如將廢物送到**站顯然是一種更環保的解決方案。

所有廢棄碎片中的電池材料都是珍貴的“寶藏”,富含稀有金屬,在被碎紙機壓碎後可以恢復生機——無論是來自無線鍵盤、報廢玩具,還是電動汽車的一大塊退役電池。

聚焦汽車產業,動力電池作為電動汽車的“心臟”,不僅是“變廢為寶”的概念創新,更是能否真正應對氣候變化問題的問題。

《巴黎協定》指出,為了將全球變暖限制在15 以下,到 2030 年,全球道路上應增加 1 億輛電動汽車,這意味著比今天的數字增加了 50 倍,但氣候界早就意識到了這個數字的內在矛盾:雖然電動汽車在行駛階段產生的直接排放接近於零,但動力電池製造過程本身就是乙個排放大戶, 因此,如果忽視電池的使用,實現這一目標也可能對環境造成適得其反的危害。

據長期關注高分子資源綠色回收的業內人士介紹,電極中所含的鎳、鈷、錳等金屬物質,負極材料中的石墨,以及電解液中的揮發性溶劑,都會對水、土壤和空氣造成汙染。

中國是動力電池生產大國,因此也是退役人數最多的國家。 根據中國汽車技術研究中心的資料,2024年中國將生產約20萬噸退役動力電池,到2024年將增加到78萬噸。

目前,寶馬中國圍繞退役動力電池的生態建設,可以成為觀察車企如何布局“負責任”的樣本。

“智慧型”跟蹤系統

為退役電池尋找“綠色家園”的前提是進行有效的生命週期管理,電池全生命週期的碳排放已成為國家、企業和研究機構關注的焦點,一些國家正在逐步將產品生命週期評估和碳足跡納入國際綠色的必要考慮。

中國監管機構出台的政策也充分呼應了對電池生命週期管理的重視。 2024年,工業和資訊化部等部委印發了《新能源汽車動力蓄電池使用管理暫行辦法》及相關規定。

據悉,今年,寶馬正式在國內推出電池溯源系統,確保動力電池全生命週期的可追溯性,經過幾年的執行,將更新為該系統的“2Version 0“ - 寶馬自主研發的高壓電池全生命週期監控平台。

除了以往整車生產、整車銷售和電池**資訊的可追溯性外,全新公升級的電池全生命週期管理系統“2版本 0 在實時電池狀態和平台資訊多樣性方面進行了優化,變得更加智慧型。

華晨寶馬高壓電池全生命週期經理秦春流告訴華爾街,平台上的資訊多樣性是通過IT系統的公升級和新模組的增加來實現的。

具體來說,在電池生產端,新系統與電池供應商開放資料,電池供應商提供給寶馬的電池資訊將在系統中自動同步寶馬的研發方面還將研發和驗證階段的電池資訊納入管理系統進行管理物流端還引入了基於AI技術的智慧型物流功能,當電池退役時,系統會根據退役電池的位置和存放時間,自動規劃最佳物流路線。

根據電池數量和每塊電池的材質和狀態資訊,可以實時跟蹤回收材料,從而實現電池原材料透明化的全閉環追溯。 早在上一代系統中,系統中的電池資訊就已經與國家平台同步連線,更新後的系統利用區塊鏈技術,進一步保證上傳的資料不會被更改並同步給所有參與者。

華爾街還了解到,該系統主要利用更新前電池狀態的物理溯源,每個電芯都會有乙個獨立的程式碼,類似於一張身份證,電池在整車生產、整車銷售、電池**等生命週期各個階段都有同步上傳的資訊,而公升級後, 實現了“物理溯源”和“效能監控”的雙重監控。

寶馬的電池資訊溯源已達到電芯級別,每個電池組、電池模組、電池都有專屬的身份ID,可獨立監控。

公升級後的系統採用寶馬集團與清華大學聯合研發的電池健康評估演算法,基於大資料,通過採集電池在車輛使用過程中的化學效能和效能,結合電池型別引數、每次充放電、平均工況等資料,估算電池壽命, 並且每 30 秒收集和更新一次資料。

“重生”帶來的減碳效果。

根據聯合國全球契約(UNGC)的測算,主流動力電池NCM、LFP在原材料獲取階段的碳排放量達到80%左右,其中NCM的正極材料含有鎳、鈷、錳等金屬,都需要經過開採、冶煉等工藝, 這將消耗大量的化石能源。

電池的生產製造需要大量的電力和天然氣。 其中,超淨烘房是動力電池製造的主要碳排放,因為電池整個生產過程中有多個工藝步驟需要在真空乾燥環境中進行,必須通過持續的能量來保持穩定的溫度**。

芬蘭公司Recser Oy和Lassila & Tikanojã最近進行的一項研究發現,與開採新金屬相比,電池和使用金屬可以減少50%至98%的溫室氣體排放,而新金屬排放的溫室氣體明顯少於通過初級生產獲得的金屬。

該研究還開發了係數來描述電池和蓄電池中七種金屬的環境效益。 這些係數基於科學文獻,並考慮了從採礦到**的整個金屬生產鏈。 研究結果表明,**錳排放的溫室氣體比通過初級生產獲得的原生錳少98%。 同樣,鎳和鈷排放的溫室氣體分別比初級生產的同類產品少 98% 和 59%。

一項涉及廣東省電池回收企業重點實驗室的研究計算了NCM電池的碳排放量,發現正極材料正常使用原始材料生產1噸電池的溫室氣體排放量達到289噸;**電池生產的正極材料正極材料溫室氣體排放量達到398噸,但同時可以獲得碳酸鋰、硫酸錳、硫酸鈷等產品,相當於溫室氣體排放量減少214噸,減少溫室氣體排放363%。

我們還測量了生產中消耗的所有電力使用綠色能源的情景,發現正常使用原始材料產生的溫室氣體排放量也將減少46%,如果正極材料同時由**電池生產,溫室氣體排放量將減少90%。這一比例高達7%。 一位參與這一過程的研究人員告訴《華爾街觀察》。

寶馬提供的資料也支援類似的觀點。 2024年,寶馬集團與中國合作夥伴採用創新合作模式,實現了國內電動汽車電池原材料的首次閉環**,退役電池中的關鍵原材料,如鈷、鎳、鋰等,可以完全複製並返回寶馬國內電池生產體系,用於生產新的寶馬電池。 與使用原始原材料相比,該措施節約了資源,並減少了約70%的二氧化碳排放量。 據悉,目前閉環車型已覆蓋所有在國內銷售的寶馬電動車型,截至11月,累計動力電池原材料超過1000噸。

華爾街從業內了解到,通過閉環模式獲得的再生電池原材料主要是來自消費者的再生動力電池,而網點多為汽車銷售服務4S店、汽車維修廠等,將退役動力電池包裝運輸到電池再利用企業。

寶馬在經銷店建有符合相關施工標準的專用電池**儲藏室,滿足特定的溫度和濕度要求,配備攝像頭、煙霧探測器系統、保險箱等,採用統一的消防和管理規章制度。 目前,國內已有400多家經銷商設立了電池儲藏室,預計明年全國所有經銷商將完成公升級改造。 同時,還為經銷商開發了手機小程式,經銷商可以通過該小程式上傳電池資料並提交**物流單證**。 通過與經銷商的合作,寶馬希望每一位寶馬新能源車主都能享受到更安全、更省心、更放心的電池售後和一流的服務。

“退休不停歇”創新梯隊利用模式

對於高剩餘容量的退役電池,寶馬已經能夠通過多種梯次利用模式進行再利用,是國內首家實現動力電池梯次利用的汽車製造商。 梯級利用是指電池本身沒有損壞,但由於衰減(一般容量小於80%時),不足以繼續支援電動汽車的使用,可以降級到次優,可以用於相同或降級級別的通訊基站的儲電和備用電源等場景。

據相關研究,梯次利用根據電池容量的衰減程度分為四個階段:使用階段電池容量不低於80%;當電池容量在60%-80%時,可用於梯次利用和封裝再造,梯次利用後可應用於儲能、通訊基站、備用電源等領域當電池容量為20%-60%時,將直接拆解成單個電池,然後重新組裝供使用者使用當電池容量低於20%時,將直接報廢。

梯次利用可以說是延長電池整個生命週期的乙個非常好的方法,即盡可能地延長電池的壽命。 “2024年,我們和華友在叉車上迴圈迴圈使用退役動力電池時,只用在托盤車上,而今天在寶馬瀋陽生產基地,不僅是托盤車,其他各種型別的叉車都在使用梯次利用電池。 ”

據葛漢明介紹,在鐵西工廠利達廠區,綠色電梯儲能專案於今年5月正式啟動運營,將寶馬ix3退役電池模組改造成梯級儲能櫃,改造成配備光伏元件的“綠色光伏儲能綜合站”,滿足工廠日常用電需求。

我們的方法是與華友回收等合作夥伴共同創新,先在內部進行長期測試驗證,驗證通過後再進行更廣泛的推廣,例如未來在經銷商門店引入梯級儲能裝置,用於儲存屋頂光伏發電。 在這些測試和驗證中,我們解決了遇到的技術問題。 格雷厄姆說。

華晨寶馬中國新能源汽車事業部總監葛漢明秦春流補充道,梯次利用與傳統**不同,是行業內相對前沿和探索性的課題,因此內部會做大量的研究工作,“包括我們與清華大學合作的電池健康狀況研究, 主要用於級聯利用。 當我們對產品非常有信心時,我們會將梯隊產品推向市場,因此會經過乙個相對較長的驗證過程。 ”

華晨寶馬高壓電池業務發展高階經理胡曉松告訴華爾街,驗證過程不僅是對技術的驗證,也是對應用場景的驗證,包括級聯產品應該在哪裡使用,它們能為使用者帶來什麼好處。

由於梯次利用專案的安全考慮,目前梯次利用專案仍處於專案試點階段,因此梯次專案使用的退役電池比例仍然相對較低。 胡曉松表示,由於目前梯次利用場景大多仍是儲能,出於對儲能安全性的審慎考慮,現在主要應用於自有工廠的建設專案。

目前,寶馬瀋陽生產基地共有38臺物流裝置已使用退役動力電池進行梯次利用,並且與寶馬在動力電池領域的其他探索一樣,這一數字將持續增長。

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