車(chē)用與通信基站備電用鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)比較研究

文/李震彪 黎宇科 潘 偉

中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心有限公司

1 引言

近年來(lái)，我國(guó)新能源汽車(chē)推廣使用數(shù)量快速上升，部分動(dòng)力蓄電池已開(kāi)始進(jìn)入報(bào)廢期，隨之而來(lái)的動(dòng)力蓄電池回收利用問(wèn)題也引起社會(huì)和國(guó)家政府有關(guān)部門(mén)的高度重視，已逐步開(kāi)始制定和完善動(dòng)力蓄電池回收利用相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)。尤其梯級(jí)利用被認(rèn)為是一種高效的回收利用方式，能夠有效延長(zhǎng)動(dòng)力蓄電池使用壽命和降低成本，更是得到國(guó)家政策鼓勵(lì)和行業(yè)廣泛關(guān)注，迅速成為發(fā)展熱點(diǎn)。

通信基站的主要功能是提供無(wú)線覆蓋，即實(shí)現(xiàn)有線通信網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線終端之間的無(wú)線信號(hào)傳輸，為了保證通信基站的不中斷供電，通信基站通常安裝有備用電源系統(tǒng)，在市電停電時(shí)為基站用電設(shè)備供電，目前，通信基站大多都是采用鉛酸蓄電池組（新電池）搭配柴油發(fā)電機(jī)的方式進(jìn)行備電，市電停電后先用鉛酸蓄電池組的電量，3 小時(shí)內(nèi)市電供應(yīng)上后，繼續(xù)用市電，停電超過(guò)3 小時(shí)，電量用完后就需要柴油或汽油發(fā)電機(jī)（移動(dòng)式）進(jìn)行發(fā)電。

由于磷酸鐵鋰電池?fù)碛畜w積小、重量輕、溫度適應(yīng)范圍廣、長(zhǎng)循環(huán)壽命及浮充壽命、深度放電率、快速充電等特性，已逐漸應(yīng)用于通信基站備用電源領(lǐng)域，在WLAN、室外微站、新能源基站得到了小批量應(yīng)用。磷酸鐵鋰電池同時(shí)是新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池的主要類(lèi)型之一，其在新能源汽車(chē)上退役后還有相應(yīng)的剩余容量和壽命，具有在通信基站備用電源領(lǐng)域繼續(xù)使用的可行性，行業(yè)內(nèi)許多主體已在開(kāi)始積極的探索研究和示范工程建設(shè)。

本節(jié)通過(guò)將車(chē)用和通信基站備用電源用鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法等技術(shù)條件對(duì)比分析，找出退役鋰離子電池與通信基站備用電源領(lǐng)域用磷酸鐵鋰電池之間技術(shù)要求的差異項(xiàng)，初步判斷車(chē)用退役動(dòng)力蓄電池是否滿足通信基站備用電源的技術(shù)條件以及需要在重組時(shí)需要改進(jìn)的地方。

2 車(chē)用動(dòng)力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)

目前，我國(guó)已從車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全性保障和技術(shù)性能提升兩個(gè)方面，逐步建立起相關(guān)的準(zhǔn)入和推廣使用條件要求，通過(guò)強(qiáng)制性的安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，確保使用過(guò)程的安全，通過(guò)補(bǔ)貼方式，引導(dǎo)電池技術(shù)進(jìn)步[1]。車(chē)用動(dòng)力蓄電池相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)情況詳見(jiàn)下表 1。

表1 電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池在安全（單體、包或系統(tǒng)）、電性能及循環(huán)壽命方面有相應(yīng)的技術(shù)條件要求。安全方面，對(duì)單體有過(guò)放電等6 方面的試驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)系統(tǒng)或包有振動(dòng)測(cè)試等15 方面的試驗(yàn)項(xiàng)目；電性能方面，對(duì)單體有外觀等4 方面試驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)模塊有外觀等11 方面試驗(yàn)項(xiàng)目；循環(huán)壽命方面對(duì)單體、模塊及系統(tǒng)有對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)項(xiàng)目。

3 通信基站備用電源標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前，通信基站備用電源領(lǐng)域也已有了自身基本的標(biāo)準(zhǔn)體系，詳見(jiàn)下表 2，其中，通信用磷酸鐵鋰電池最常用的標(biāo)準(zhǔn)主要為《通信用磷酸鐵鋰電池組第1 部分：集成式電池組》和《通信用磷酸鐵鋰電池組第2 部分：分立式電池組》，且標(biāo)準(zhǔn)中的電池組的概念對(duì)應(yīng)于車(chē)用動(dòng)力蓄電池的系統(tǒng)概念。

表2 通信基站備用電源標(biāo)準(zhǔn)

4 標(biāo)準(zhǔn)比較研究

在單體級(jí)別，通信基站備用電源要求單體電池為3.2V，分立式電池組的單體電池額定容量可分為50Ah、100Ah、150Ah、200Ah、300Ah，除此之外，沒(méi)有其他相關(guān)要求，而車(chē)用動(dòng)力蓄電池在室溫放電以及過(guò)放電試驗(yàn)、過(guò)充電試驗(yàn)、短路試驗(yàn)、加熱試驗(yàn)、溫度循環(huán)試驗(yàn)、擠壓試驗(yàn)等安全性方面均有要求，且車(chē)用動(dòng)力蓄電池的常用序列也是以3.2V 為主，即便不是3.2V，在重組時(shí)能夠滿足系統(tǒng)標(biāo)稱(chēng)電壓48V 的要求即可。

在系統(tǒng)/模組級(jí)別，通信基站備用電源有其獨(dú)有的要求，具體詳見(jiàn)下表 3。

表3 車(chē)用和通信基站用鋰電池組標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件要求對(duì)比[2][3]

5 有關(guān)結(jié)論

通過(guò)對(duì)比分析車(chē)用動(dòng)力蓄電池和通信基站備用電源領(lǐng)域?qū)﹄姵氐臉?biāo)準(zhǔn)要求，發(fā)現(xiàn)通過(guò)嚴(yán)格測(cè)試能夠應(yīng)用于新能源汽車(chē)上的動(dòng)力蓄電池，在電池性能方面可基本滿通信基站備用電源領(lǐng)域的使用要求，但通信基站備用電源領(lǐng)域還有自身行業(yè)對(duì)電池的獨(dú)特要求：一是通信基站電池組的標(biāo)稱(chēng)電壓48V；二是通信基站電池組對(duì)其BMS 有特定的要求。

尤其需要重點(diǎn)關(guān)注的地方是，經(jīng)過(guò)新能源汽車(chē)使用后動(dòng)力蓄電池在退役時(shí)的各種狀態(tài)與新電池相比時(shí)已經(jīng)發(fā)生了各種各樣的變化，因此退役動(dòng)力蓄電池梯級(jí)利用到通信基站備用電源領(lǐng)域時(shí)，需要首先對(duì)退役電池的各種技術(shù)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)方案改進(jìn)滿足應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)要求后，才可以梯級(jí)利用，且必須十分關(guān)注退役動(dòng)力蓄電池梯級(jí)利用的安全性。