廢舊電池回收及梯次利用問(wèn)題急需解決
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-03 10:51
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不容忽視的是，電池處理產(chǎn)業(yè)化方面仍處初級(jí)階段。據(jù)了解，前期報(bào)廢電池多為磷酸鐵鋰電池，可以梯次利用。但相關(guān)研究論文顯示，1噸磷酸鐵鋰電池回收的成本在8500元左右，而回收所得市場(chǎng)價(jià)值僅為8000元，這意味著回收企業(yè)每回收一噸磷酸鐵鋰電池將虧損500元左右。
這也導(dǎo)致企業(yè)的積極性并不高。目前只有中國(guó)鐵塔公司在通信基站備能領(lǐng)域開展了規(guī)模化實(shí)踐應(yīng)用，國(guó)家電網(wǎng)、比亞迪等部分企業(yè)在儲(chǔ)能等領(lǐng)域開展了一些試驗(yàn)性項(xiàng)目。
乘用車大量應(yīng)用的三元鋰電池，因?yàn)樵偕脙r(jià)值較高，企業(yè)布局較快，但行業(yè)規(guī)模小盈利困難。據(jù)了解，以格林美、邦普、華友鈷業(yè)、廣東光華、贛州豪鵬等為代表的一批企業(yè)，已具備相對(duì)成熟的廢舊動(dòng)力蓄電池再生利用技術(shù)，形成了批量化再生處置能力。
中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)王敬忠表示，目前新能源汽車電池達(dá)到報(bào)廢期限的數(shù)量仍較少，大規(guī)模的報(bào)廢需要等到2年以后，很多企業(yè)面臨“吃不飽”的局面。“動(dòng)力電池回收處理需要達(dá)到數(shù)量要求后可以實(shí)現(xiàn)盈利。”此外，如今有的企業(yè)處理技術(shù)成本較高，難以協(xié)調(diào)成本和效益，容易導(dǎo)致虧損。
Kalman濾波法是美國(guó)數(shù)學(xué)家卡爾曼（R.E.Kalman）在上世紀(jì)60年代初發(fā)表的論文《線性濾波和預(yù)測(cè)理論的新成果》中提出的一種新型最優(yōu)化自回歸數(shù)據(jù)濾波算法。該算法的本質(zhì)在于可以根據(jù)最小均方差原則，對(duì)復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)做出最優(yōu)化估計(jì)。非線性的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)在卡爾曼濾波法中會(huì)被線性化成系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)系統(tǒng)根據(jù)前一時(shí)刻的估算值與當(dāng)前時(shí)刻的觀測(cè)值對(duì)需要求取的狀態(tài)變量進(jìn)行更新，遵循“預(yù)測(cè)—實(shí)測(cè)—修正”的模式，消除系統(tǒng)隨機(jī)存在的偏差與干擾。使用Kalman濾波法估算動(dòng)力電池的SOC時(shí)，電池以動(dòng)力系統(tǒng)的形式被轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間模型，SOC則變成為了該模型內(nèi)部的一個(gè)狀態(tài)變量。建立的系統(tǒng)是一個(gè)線性離散系統(tǒng)。
由于Kalman濾波法不僅能夠修正系統(tǒng)初始誤差，還能有效地抑制系統(tǒng)噪聲，因此在運(yùn)行工況非常復(fù)雜的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的SOC估算中，具有顯著的應(yīng)用價(jià)值。不過(guò)該方法同樣存在兩點(diǎn)缺陷：其一，Kalman濾波法估算SOC的精度很大程度上取決于電池模型的準(zhǔn)確程度，工作特性本身就呈高度非線性化的動(dòng)力電池，在Kalman濾波法中經(jīng)過(guò)線性化處理后難免存在誤差，如果模型建立得不夠準(zhǔn)確，其估算的結(jié)果也并不一定可靠；其二，該方法涉及的算法非常復(fù)雜，計(jì)算量極大，所需要的計(jì)算周期較長(zhǎng)，并且對(duì)硬件性能要求苛刻。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是模擬人腦及其神經(jīng)元用以處理非線性系統(tǒng)的新型算法，無(wú)需深入研究電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只需提前從目標(biāo)電池中提取出大量符合其工作特性的輸入與輸出樣本，并將其輸入到使用該方法所建立系統(tǒng)中，就能獲得運(yùn)行中的SOC值。該方法后期處理相對(duì)簡(jiǎn)單，即能有效避免Kalman濾波法中需要將電池模型作線性化處理后帶來(lái)的誤差，又能實(shí)時(shí)地獲取電池的動(dòng)態(tài)參數(shù)。但是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的前期工作量比較大，需要提取大量且全面的目標(biāo)樣本數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，所輸入的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和訓(xùn)練的方式方法在很大程度上都會(huì)影響SOC的估計(jì)精度。此外，在電池溫度、自放電率和電池老化程度不統(tǒng)一等因素的復(fù)雜作用下，長(zhǎng)期使用該方法估算同一組電池的SOC值，其準(zhǔn)確性也會(huì)大打折扣。因此，在動(dòng)力電池的SOC估算工作中該方法并不多見(jiàn)。
