退役动力电池储能系统——储能单元、储能支路和储能回路

根据退役动力电池储能系统的规模和层次结构，退役动力电池储能系统主要包括储能单元、储能支路和储能回路这三个方面。储能单元是退役动力电池储能系统的基本组成部分，由一台储能变流器（PCS）、退役动力电池堆（BP）和动力电池管理系统（BMS）构成；储能支路由1个低压开关柜和1个储能单元构成；储能回路由1个升压变单元、多条并联储能支路和储能回路监控系统构成，其中储能支路是储能回路的最小组成单元，可以独立形成一个储能系统。

动力电池堆作为实现电能存储和释放的载体，它通过集成多只电芯（Cell）并联构成单元动力电池（Unit）；多个单元动力电池串联构成动力电池模块（Block）；多个动力电池模块（Block）串联构成动力电池串（BS）；多个动力电池串并联组成动力电池堆，大容量储能电站需要成千上万支动力电池单体。

在退役动力电池再利用领域，由于在对退役动力电池进行检测和重组时，设备和人工投入成本较高，用于储能并不具有经济性。根据中国科学电力研究院数据，2015年退役动力电池储能综合度电成本为0.73元/kWh，而参与铅酸储能电池、抽水蓄能度电成本目前已经接近0.4元/kWh，目前退役动力电池储能经济成本还不具备优势，还因为存在诸多障碍，所以在国内还未大规模推广。

目前，我国动力电池还未正式进入大批量退役阶段，所以可梯次利用的动力电池数量还不够多。而且早期的动力电池性能、质量和成本都不如现在生产的动力电池。这也是制约储能产品大规模应用的最大障碍。无论是集中式储能，还是目前比较流行的分布式储能，其能量规模都是比较大的。通过回收得到的退役动力电池，可能是来自不同厂家、不同车型的不同规格、不同型号，其成组和串并联的方式，也不尽相同，即使同样品牌同规格的动力电池，由于使用一段时间后，其内阻、容量、自放电、电极表面状态可以也会有较大的差异。如此杂乱的退役动力电池用到一个大规模的储能项目上，其管理的难度可能会大大增加。

我国的储能应用领域还没有发展起来，退役动力电池梯次利用在储能领域还没有开始，相关的参数和技术非常复杂，需要长期的反复论证和实验。另一方面，退役动力电池梯次利用的安全责任和售后维护归属不明也是阻碍退役动力电池大规模梯次利用的重要原因。

从技术角度来看，梯次利用技术的核心要求是保证目标产品的品质和安全。具体而言，一是来料的品质安全控制，二是目标产品的生产过程控制，还有目标产品的控制和设计。在退役动力电池梯次利用技术方面，不少企业针对退役动力电池的梯次利用进行了种种尝试，也有了可喜的成果。退役动力电池来自于不同阶段的不同车型，相互之间参数差异较大，如采用并联集中式的设计方案，则退役动力电池的一致性无法保障。对此，通过组串分布式架构来解决退役动力电池的一致性问题，即将同一辆车上拆下来的一整套退役动力电池作为一个基本的储能单元，与PCS、监控单元串联构成一个基本的储能单元，再相互并联构成功率不等的中大型储能系统，可大幅减少检测成本；同时通过浅充浅放的运行策略避免退役动力电池容量到后期断崖式衰减，保障退役动力电池安全和可靠的长时间使用寿命。