一种考虑碳排放的退役动力电池筛选方法和系统

技术领域

本发明涉及退役动力电池筛选领域，尤其涉及一种考虑碳排放的退役动力电池筛选方法和系统。

背景技术

动力电池为工具提供动力来源，被广泛应用于电动汽车、电动列车或电动自行车等产品中。一般来说，动力电池的电量衰减至80％之后就无法满足为新能源汽车提供动力，而不得不面临淘汰。如果在电池还有80％的电量和几千次循环寿命的情况下就直接报废回收，会存在极大的资源浪费。目前，针对具有80％以下剩余容量的退役动力电池，有两种主要的后续处理方式：一种是梯次利用，也即将退退役动力电池应用到其他对容量要求相对没那么高的领域中，起到作为电能载体的作用，发挥剩余价值；其二是拆解回收，即将退役动力电池进行放电和拆解，提炼原材料进而实现循环利用。

目前，市面上在对退役动力电池的筛选主要是对电池进行充放电，以获取电池的充放电数据；基于充放电的数据，确定电池的容量以对其健康状态作出评价，从而对电池进行梯次利用或者拆解回收的处理。但是，这种方法仅仅基于电池的健康状态而忽略了电池的历史碳排放数据，可能会导致梯次利用或者回收过程中造成较大的碳排放，忽略了碳排放的因素有可能会带来电池生命周期整体碳排放的升高，因此这种技术方案具有一定的不合理性。

发明内容

本发明提供了一种考虑碳排放的退役动力电池筛选方法和系统，在筛选过程中考虑退役动力电池的历史碳排放，根据历史排放数据指导电池进一步的分类利用，以解决如何实现电池生命周期整体碳排放的有效控制的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种考虑碳排放的退役动力电池筛选方法，包括：

响应客户端的输入操作，获取各退役动力电池于退役前当前边界范围内的碳排放量；通过充放电获取所述退役动力电池的健康状态参数；所述退役前当前边界范围包括原材料处理环节、电池生产环节、运输环节和使用环节；

根据所述退役前边界范围内的碳排放量和所述退役动力电池的健康状态参数，将各所述退役动力电池划分为若干类别；

根据分类结果，分别确定各所述退役动力电池的处置方式；所述处置方式包括梯次利用和拆解回收。

作为优选方案，所述通过充放电获取所述退役动力电池的健康状态参数，具体为：

对所述退役动力电池放电至启动电压；通过恒定电流对放电的退役动力电池进行充电直至预设电压阈值，并记录第一时间数据；所述第一时间数据对应所述恒定电流的充电时间；

通过恒定电压对达到所述预设电压阈值的退役动力电池充电到预设电流阈值，并记录第二时间数据；所述第二时间数据对应所述恒定电压的充电时间；

根据所述恒定电流、所述恒定电压、所述第一时间数据和所述第二时间数据，获取所述退役动力电池的健康状态参数和电阻判定系数。

作为优选方案，所述将各所述退役动力电池划分为若干类别，具体为：

当所述退役动力电池的碳排放量大于等于第一阈值，或所述退役动力电池的健康状态参数小于等于第二阈值，或所述退役动力电池的电阻判定系数小于等于第三阈值，则判定所述退役动力电池为不合格类别；

当所述退役动力电池的碳排放量小于所述第一阈值，且所述退役动力电池的健康状态参数大于所述第二阈值，且所述退役动力电池的电阻判定系数大于第三阈值时，则判定所述退役动力电池为合格类别。

作为优选方案，所述根据分类结果，分别确定各所述退役动力电池的处置方式，具体为：

当判定所述退役动力电池为不合格类别时，对所述退役动力电池进行拆解回收；

当判定所述退役动力电池为合格类别时，对所述退役动力电池进行梯次利用。

作为优选方案，所述对所述退役动力电池进行梯次利用，具体为：

获取所述退役动力电池的实际容量；

将实际容量为额定容量第一预设范围的退役动力电池匹配到第一场景，并存储至所述第一场景对应的电池数据库；其中，所述第一场景包括电动摩托车场景、电动三轮车场景和电动自行车场景；

将实际容量为额定容量第二预设范围的退役动力电池匹配到第二场景，并存储至所述第二场景对应的电池数据库；其中，所述第二场景包括电网储能场景；

将实际容量为额定容量第三预设范围的退役动力电池匹配到第三场景，并存储至所述第三场景对应的电池数据库；其中，所述第三场景包括家庭用电场景和充电宝场景。

相应的，本发明实施例提供了一种考虑碳排放的退役动力电池筛选系统，包括参数获取模块、类别划分模块和处置方式确定模块；其中，

所述参数获取模块，用于响应客户端的输入操作，获取各退役动力电池于退役前当前边界范围内的碳排放量；通过充放电获取所述退役动力电池的健康状态参数；所述退役前当前边界范围包括原材料处理环节、电池生产环节、运输环节和使用环节；

所述类别划分模块，用于根据所述退役前边界范围内的碳排放量和所述退役动力电池的健康状态参数，将各所述退役动力电池划分为若干类别；

所述处置方式确定模块，用于根据分类结果，分别确定各所述退役动力电池的处置方式；所述处置方式包括梯次利用和拆解回收。

作为优选方案，所述参数获取模块通过充放电获取所述退役动力电池的健康状态参数，具体为：

所述参数获取模块对所述退役动力电池放电至启动电压；通过恒定电流对放电的退役动力电池进行充电直至预设电压阈值，并记录第一时间数据；所述第一时间数据对应所述恒定电流的充电时间；

通过恒定电压对达到所述预设电压阈值的退役动力电池充电到预设电流阈值，并记录第二时间数据；所述第二时间数据对应所述恒定电压的充电时间；

根据所述恒定电流、所述恒定电压、所述第一时间数据和所述第二时间数据，获取所述退役动力电池的健康状态参数和电阻判定系数。

作为优选方案，所述类别划分模块将各所述退役动力电池划分为若干类别，具体为：

当所述退役动力电池的碳排放量大于等于第一阈值，或所述退役动力电池的健康状态参数小于等于第二阈值，或所述退役动力电池的电阻判定系数小于等于第三阈值，则所述类别划分模块判定所述退役动力电池为不合格类别；

当所述退役动力电池的碳排放量小于所述第一阈值，且所述退役动力电池的健康状态参数大于所述第二阈值，且所述退役动力电池的电阻判定系数大于第三阈值时，则所述类别划分模块判定所述退役动力电池为合格类别。

作为优选方案，所述处置方式确定模块根据分类结果，分别确定各所述退役动力电池的处置方式，具体为：

当判定所述退役动力电池为不合格类别时，所述处置方式确定模块对所述退役动力电池进行拆解回收；

当判定所述退役动力电池为合格类别时，所述处置方式确定模块对所述退役动力电池进行梯次利用。

作为优选方案，所述处置方式确定模块对所述退役动力电池进行梯次利用，具体为：

所述处置方式确定模块获取所述退役动力电池的实际容量；

将实际容量为额定容量第一预设范围的退役动力电池匹配到第一场景，并存储至所述第一场景对应的电池数据库；其中，所述第一场景包括电动摩托车场景、电动三轮车场景和电动自行车场景；

将实际容量为额定容量第二预设范围的退役动力电池匹配到第二场景，并存储至所述第二场景对应的电池数据库；其中，所述第二场景包括电网储能场景；

将实际容量为额定容量第三预设范围的退役动力电池匹配到第三场景，并存储至所述第三场景对应的电池数据库；其中，所述第三场景包括家庭用电场景和充电宝场景。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例提供了一种考虑碳排放的退役动力电池筛选方法和系统，所述退役动力电池筛选方法包括：响应客户端的输入操作，获取各退役动力电池于退役前当前边界范围内的碳排放量；通过充放电获取所述退役动力电池的健康状态参数；所述退役前当前边界范围包括原材料处理环节、电池生产环节、运输环节和使用环节；根据所述退役前边界范围内的碳排放量和所述退役动力电池的健康状态参数，将各所述退役动力电池划分为若干类别；根据分类结果，分别确定各所述退役动力电池的处置方式；所述处置方式包括梯次利用和拆解回收。本发明实施例在筛选过程中考虑退役动力电池的健康状态参数以及碳排放量，并根据健康状态参数和碳排放量划分各电池的类别，从而指导其处置方式，可以实现对电池生命周期整体碳排放的有效控制，避免了在梯次利用或者拆解回收流程中造成较大的碳排放量。

进一步地，通过两次充电获取退役动力电池的恒定电流、电压、第一时间数据和第二时间数据，在该过程中，从恒定电流向恒定电压转变的时间点，也就是基于第一时间数据和第二时间数据，可以描述电池的老化或者健康状态，或者对其进行量化，从而获取相对现有技术更为准确的健康状态参数以及电阻判定系数。

进一步地，通过碳排放量、健康状态参数以及电阻判定系数，将退役动力电池划分为不合格类别以及合格类别，在此基础上确定退役动力电池的处置方式，通过该方式综合考虑退役动力电池的质量，实现准确的划分以及精准处置，利于退役动力电池的有效回收和梯次利用。

进一步地，通过实际容量与额定容量的比较，确定退役动力电池的应用场景并存储至相应的电池数据库，充分考虑了应用场景的用电需求，对电池实现了最大化的利用。

附图说明

图1：为本发明考虑碳排放提供的退役动力电池筛选方法的一种实施例的流程示意图。

图2：为本发明考虑碳排放提供的退役动力电池筛选系统的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一:

根据相关技术记载，市面上在对退役动力电池的筛选的过程中，首先是对电池进行充放电，以获取其充放电数据；然后基于充放电数据确定电池的容量，以对电池的健康状态作出评价；从而，基于电池的健康状态，确定是对电池进行梯次利用或者拆解回收的处置。然而这种方法仅仅考虑了电池的健康状态而忽略了电池的历史碳排放数据(譬如已产生的碳排放)，这样可能会导致梯次利用或者回收过程中造成较大的碳排放，导致电池生命周期整体的碳排放升高，如果能够在回收或者梯次利用过程中，考虑到其当前已产生的碳排放，然后选择合适的处置方式，可以实现电池生命周期整体碳排放的有效控制。

针对上述一个或多个技术问题，请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种考虑碳排放的退役动力电池筛选方法，包括步骤S1至步骤S3，其中，

步骤S1，响应客户端的输入操作，获取各退役动力电池于退役前当前边界范围内的碳排放量；通过充放电获取所述退役动力电池的健康状态参数；所述退役前当前边界范围包括原材料处理环节、电池生产环节、运输环节和使用环节。

在本实施例中，退役动力电池主要针对从电动汽车上退役的动力电池，其剩余容量在初始容量的80％以下，通常其仍具有一定的使用寿命。针对一个批量的退役动力电池，用户(例如相关的技术人员、操作人员或者退役动力电池的管理人员)通过用户终端(客户端)进行输入的操作，依次录入各退役动力电池的信息，该录入方式可以是手动的、通过外接设备(譬如鼠标、键盘、平板电脑、一些触摸屏或者具有交互功能的设备等)的录入，也可以是直接通过扫描设备识别退役动力电池的电子标签等，以达到录入电池信息的目的。进一步地，可以对各退役动力电池依次进行1、2、3、4、5…N编号，并获取其容量、碳排放量以及健康状态参数等数据。

具体地，退役前当前边界范围包括原材料处理环节、电池生产环节、电池运输环节和使用环节。所述当前边界范围可以进一步细分，例如电池的生产环节，其总体工艺通常由以下的一个或多个环节组合而成：包括但不限于厂前处理、原材料运输环节、废物处理环节和物理处理环节等。对所述退役前当前边界范围考虑得越详细，则获取的碳排放量更精准，则更利于后续步骤S2对退役动力电池的精准分类。

进一步地，作为本实施例的一种举例，退役动力电池的健康状态参数可以从容量的角度进行定义，例如：

SOH

其中，SOH

通过对退役动力电池进行充电，根据例如其恒流充电的持续时间、恒压充电的持续时间等特征，可以获取其相应时间段内的健康状态参数。然后可以通过包括但不限于GRP的方法，获取退役动力电池的健康状态参数的估计均值以及置信区间(或者利用电池的充电电流和时间数据，使用安时积分法获得电池的实际可用容量)。

另一方面，作为本实施例的另一种举例，所述通过充放电获取所述退役动力电池的健康状态参数，具体为：

对所述退役动力电池放电至启动电压；通过恒定电流对放电的退役动力电池进行充电直至预设电压阈值，并记录第一时间数据；所述第一时间数据对应所述恒定电流的充电时间；

通过恒定电压对达到所述预设电压阈值的退役动力电池充电到预设电流阈值，并记录第二时间数据；所述第二时间数据对应所述恒定电压的充电时间；

根据所述恒定电流、所述恒定电压、所述第一时间数据和所述第二时间数据，获取所述退役动力电池的健康状态参数和电阻判定系数。

在该过程中，通过恒定电流、恒定电压和预设的校准函数处理器，可以对退役动力电池进行模型化评价。在此基础上，根据其第一时间数据和第二时间数据，可以对电池的老化/健康状态作出修正，获得最终的量化值，作为电池的健康状态参数。实施本申请实施例，通过第一时间数据和第二时间数据，可以确定电池由恒定电流向恒定电压转变的时间点，或者通过第一时间数据与第二时间数据的比值，所述时间点或所述比值用于描述电池的老化或者健康状态，从而，相比从容量角度定义的健康状态参数具有更高的准确性。

进一步地，在充放电过程中，可以通过充放电倍率等参数，获取退役动力电池的电阻判定系数。该电阻判定系数在本实施例中主要用于判断退役动力电池是否存在明显的缺陷，该缺陷可以为内部缺陷也可以为外观缺陷。作为进一步优选，可以对退役动力电池进行多次的充放电，以获得多个充放电倍率，将所述多个充放电倍率参数进行线性拟合，则拟合度R

步骤S2，根据所述退役前边界范围内的碳排放量和所述退役动力电池的健康状态参数，将各所述退役动力电池划分为若干类别。

在本实施例中，所述将各所述退役动力电池划分为若干类别，具体为：

当所述退役动力电池的碳排放量大于等于第一阈值，或所述退役动力电池的健康状态参数小于等于第二阈值，或所述退役动力电池的电阻判定系数小于等于第三阈值，则判定所述退役动力电池为不合格类别；

当所述退役动力电池的碳排放量小于所述第一阈值，且所述退役动力电池的健康状态参数大于所述第二阈值，且所述退役动力电池的电阻判定系数大于第三阈值时，则判定所述退役动力电池为合格类别。在本实施例中，三者有任意一者不符合条件则判定为不合格，只有三者均符合才判定为合格。通过碳排放量、健康状态参数以及电阻判定系数，也即从电池的碳排放控制、健康状态/寿命或者缺陷等角度综合考虑，将退役动力电池划分为不合格类别以及合格类别，在此基础上确定退役动力电池的处置方式，实现准确的划分以及精准处置，利于退役动力电池的有效回收和梯次利用。

步骤S3，根据分类结果，分别确定各所述退役动力电池的处置方式；所述处置方式包括梯次利用和拆解回收。

作为一种优选实施方式，所述根据分类结果，分别确定各所述退役动力电池的处置方式，具体为：

当判定所述退役动力电池为不合格类别时，对所述退役动力电池进行拆解回收；

当判定所述退役动力电池为合格类别时，对所述退役动力电池进行梯次利用。

所述对所述退役动力电池进行梯次利用，具体为：

获取所述退役动力电池的实际容量；

将实际容量为额定容量第一预设范围的退役动力电池匹配到第一场景，并存储至所述第一场景对应的电池数据库；其中，所述第一场景包括电动摩托车场景、电动三轮车场景和电动自行车场景；

将实际容量为额定容量第二预设范围的退役动力电池匹配到第二场景，并存储至所述第二场景对应的电池数据库；其中，所述第二场景包括电网储能场景；

将实际容量为额定容量第三预设范围的退役动力电池匹配到第三场景，并存储至所述第三场景对应的电池数据库；其中，所述第三场景包括家庭用电场景和充电宝场景。例如(仅作为举例)，第一预设范围可以为60％至80％，从而将实际容量为额定容量60％至80％的退役动力电池匹配到第一场景，第二预设范围可以为40％至60％，第三预设范围可以为10％至40％，从而将实际容量为额定容量40％至60％的退役动力电池匹配到第二场景，将实际容量为额定容量10％至40％的退役动力电池匹配到第三场景，剩余的电池可以拆解回收或者用作其他处理。将退役动力电池存储至其匹配的场景对应的电池数据库中，可以便于后续梯次利用或其他处理的过程中对电池信息的调用，以实现快速响应。

相应的，参照图2，本发明实施例还提供了一种考虑碳排放的退役动力电池筛选系统，

本发明实施例提供了一种考虑碳排放的退役动力电池筛选系统，包括参数获取模块101、类别划分模块102和处置方式确定模块103；其中，

所述参数获取模块101，用于响应客户端的输入操作，获取各退役动力电池于退役前当前边界范围内的碳排放量；通过充放电获取所述退役动力电池的健康状态参数；所述退役前当前边界范围包括原材料处理环节、电池生产环节、运输环节和使用环节；

所述类别划分模块102，用于根据所述退役前边界范围内的碳排放量和所述退役动力电池的健康状态参数，将各所述退役动力电池划分为若干类别；

所述处置方式确定模块103，用于根据分类结果，分别确定各所述退役动力电池的处置方式；所述处置方式包括梯次利用和拆解回收。

作为一种优选实施方式，所述参数获取模块101通过充放电获取所述退役动力电池的健康状态参数，具体为：

所述参数获取模块101对所述退役动力电池放电至启动电压；通过恒定电流对放电的退役动力电池进行充电直至预设电压阈值，并记录第一时间数据；所述第一时间数据对应所述恒定电流的充电时间；

通过恒定电压对达到所述预设电压阈值的退役动力电池充电到预设电流阈值，并记录第二时间数据；所述第二时间数据对应所述恒定电压的充电时间；

根据所述恒定电流、所述恒定电压、所述第一时间数据和所述第二时间数据，获取所述退役动力电池的健康状态参数和电阻判定系数。

作为一种优选实施方式，所述类别划分模块102将各所述退役动力电池划分为若干类别，具体为：

当所述退役动力电池的碳排放量大于等于第一阈值，或所述退役动力电池的健康状态参数小于等于第二阈值，或所述退役动力电池的电阻判定系数小于等于第三阈值，则所述类别划分模块102判定所述退役动力电池为不合格类别；

当所述退役动力电池的碳排放量小于所述第一阈值，且所述退役动力电池的健康状态参数大于所述第二阈值，且所述退役动力电池的电阻判定系数大于第三阈值时，则所述类别划分模块102判定所述退役动力电池为合格类别。

作为一种优选实施方式，所述处置方式确定模块103根据分类结果，分别确定各所述退役动力电池的处置方式，具体为：

当判定所述退役动力电池为不合格类别时，所述处置方式确定模块103对所述退役动力电池进行拆解回收；

当判定所述退役动力电池为合格类别时，所述处置方式确定模块103对所述退役动力电池进行梯次利用。

作为一种优选实施方式，所述处置方式确定模块103对所述退役动力电池进行梯次利用，具体为：

所述处置方式确定模块103获取所述退役动力电池的实际容量；

将实际容量为额定容量第一预设范围的退役动力电池匹配到第一场景，并存储至所述第一场景对应的电池数据库；其中，所述第一场景包括电动摩托车场景、电动三轮车场景和电动自行车场景；

将实际容量为额定容量第二预设范围的退役动力电池匹配到第二场景，并存储至所述第二场景对应的电池数据库；其中，所述第二场景包括电网储能场景；

将实际容量为额定容量第三预设范围的退役动力电池匹配到第三场景，并存储至所述第三场景对应的电池数据库；其中，所述第三场景包括家庭用电场景和充电宝场景。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例提供了一种考虑碳排放的退役动力电池筛选方法和系统，所述退役动力电池筛选方法包括：响应客户端的输入操作，获取各退役动力电池于退役前当前边界范围内的碳排放量；通过充放电获取所述退役动力电池的健康状态参数；所述退役前当前边界范围包括原材料处理环节、电池生产环节、运输环节和使用环节；根据所述退役前边界范围内的碳排放量和所述退役动力电池的健康状态参数，将各所述退役动力电池划分为若干类别；根据分类结果，分别确定各所述退役动力电池的处置方式；所述处置方式包括梯次利用和拆解回收。本发明实施例在筛选过程中考虑退役动力电池的健康状态参数以及碳排放量，并根据健康状态参数和碳排放量划分各电池的类别，从而指导其处置方式，可以实现对电池生命周期整体碳排放的有效控制，避免了在梯次利用或者拆解回收流程中造成较大的碳排放量。

进一步地，通过两次充电获取退役动力电池的恒定电流、电压、第一时间数据和第二时间数据，在该过程中，从恒定电流向恒定电压转变的时间点，也就是基于第一时间数据和第二时间数据，可以描述电池的老化或者健康状态，或者对其进行量化，从而获取相对现有技术更为准确的健康状态参数以及电阻判定系数。

进一步地，通过碳排放量、健康状态参数以及电阻判定系数，将退役动力电池划分为不合格类别以及合格类别，在此基础上确定退役动力电池的处置方式，通过该方式综合考虑退役动力电池的质量，实现准确的划分以及精准处置，利于退役动力电池的有效回收和梯次利用。

进一步地，通过实际容量与额定容量的比较，确定退役动力电池的应用场景并存储至相应的电池数据库，充分考虑了应用场景的用电需求，对电池实现了最大化的利用。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。