臧政 朱智富 霍炜 张翼 黄福闯

摘要：为提高动力梯次电池的输出性能，本文基于直流-直流变换（direct currentdirect current， DCDC）开关电源，对梯次电池并联特性进行研究。以某小型电动观光高尔夫汽车退役的磷酸铁锂电池为研究对象，设计了一种DCDC开关电源技术，实现对梯次电池的充放电。同时，对电池内阻、剩余容量及初始SOC不一致的情况进行研究，验证了梯次磷酸铁锂电池在内阻差别较小的情况下可进行小电流放电，对电池的总容量影响较小。同时，使用DCDC开关电源对电池进行充放电实验。实验结果表明，当SOC较低时，梯次电池的极化内阻明显变大，电池不一致性显著增加，利用梯次电池时，应选择20%～80%的SOC。该研究为梯次电池的循环利用提供了理论基础。

关键词：动力梯次电池; DCDC开关电源; 极化内阻; 一致性

目前，电动汽车是交通运输行业脱碳最有希望的方式之一，而动力锂离子电池在实现电动汽车大规模生产中非常重要[1-3]。电动汽车行业在发展过程中，梯次电池重复利用的问题越来越受到关注，许多研究已经评估了梯次电池的经济可行性[4-9]，梯次电池的使用引起了各大车企制造商的关注，如日产-雷诺、宝马、特斯拉等。根据彭博新能源（bloomberg new energy finance，BNEF）的一项报道，全球梯次电池到2025年能达到26 GWh，占2015年全球锂电池供应的47%，占2016年全球纯电动汽车电池需求的65%[10]。重复利用梯次电池，不仅给汽车产业带来更大的机遇，也给其他行业参与者带来更大便利。通常情况下，从电动汽车上退役下来的锂离子动力电池，其容量会保留原来的70%～80%，如果直接将电池淘汰会造成资源的严重浪费，而梯次电池仍然可以在静态储能等领域发挥它的剩余价值，实现资源的二次利用[11-13]。……