一种车用动力电池回收方法及其回收系统与流程

1.本发明涉及动力电池领域，特别涉及一种车用动力电池回收方法及其回收系统。


背景技术：

2.电动汽车所用的是由多个电池单体构成的动力电池组，它是由数百个电性能一致性较好的动力电池组成。动力电池决定着电动汽车的性能，当动力电池组的性能下降到一定程度后，为了保障电动汽车的行驶需要和安全需要，应及时更换动力电池。
3.除了动力电池性能下降以外，电动汽车的其余各部件也会有不同程度的性能下降，现有的更换动力电池会直接更换全新的动力电池，这样新的动力电池就会搭配其他陈旧的部件，当所有部件剩余性能不一时，可能就会导致后续多次更换新部件。


技术实现要素：

4.发明目的：为了克服背景技术中存在的缺点，本发明实施例提供了一种车用动力电池回收方法及其回收系统，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
5.技术方案：一种车用动力电池回收方法，用于为电动汽车适配动力电池，包括以下回收步骤：根据待处理的电动汽车的型号确定其各部件组成；确定所述各部件在电动汽车正常运行时所起的作用，并根据所述作用设定各部件的权重值，所述各部件不包括动力电池；检测所述各部件的剩余性能，并记录所述剩余性能；根据各部件的权重值以及剩余性能计算所述电动汽车的平均剩余性能；检测所述动力电池的剩余性能；判断所述动力电池的剩余性能是否小于所述平均剩余性能；若是，提取出与所述平均剩余性能相匹配的备用动力电池；将所述电动汽车的原动力电池替换为所述备用动力电池，并回收所述原动力电池。
6.作为本发明的一种优选方式，还包括：对于回收后的原动力电池，判断所述原动力电池的剩余性能是否小于或等于临界性能；若是，将所述原动力电池拆解为若干电池单体，并检测各电池单体的剩余性能；判断所述电池单体的剩余性能是否小于或等于临界性能；若否，将所述电池单体重组为备用动力电池；若是，将所述电池单体作报废处理。
7.作为本发明的一种优选方式，还包括：对于重组的电池单体，设定有若干不同的性能区间，将重组的电池单体对应至所述不同的性能区间，将相同性能区间内剩余性能接近的电池重组为一个备用动力电池。
8.作为本发明的一种优选方式，还包括：电动汽车的各部件包括易损部件以及耐损部件，所述易损部件的权重值之和小于耐损部件的权重值之和；对于已更换过的耐损部件，则更换后的新耐损部件的剩余性能不计入平均剩余性能的计算。
9.作为本发明的一种优选方式，还包括：对于已更换过的耐损部件，计算新耐损部件的剩余性能与电动汽车平均剩余性能的差；判断所述差是否大于或等于预设值；若是，则更换后的新耐损部件的剩余性能不计入平均剩余性能的计算。
10.一种车用动力电池回收系统，包括检测子系统以及拆解子系统，所述检测子系统
包括：统计模块，被配置为根据电动汽车的型号统计组成其的各部件名称；权重模块，被配置为根据各部件在电动汽车中所起作用的大小设定各部件的权重值；第一检测模块，被配置为检测各部件以及动力电池的剩余性能，所述剩余性能以百分比的形式表示；第一计算模块，被配置为根据各部件的权重值以及剩余性能计算所述电动汽车的平均剩余性能；第一判断模块，被配置为判断动力电池的剩余性能是否小于电动汽车平均剩余性能；所述拆解子系统包括：提取模块，被配置为提取出与电动汽车平均剩余性能相匹配的备用动力电池；替换模块，被配置为将电动汽车的原动力电池替换为备用动力电池。
11.作为本发明的一种优选方式，所述检测子系统还包括：第二判断模块，被配置为判断原动力电池的剩余性能是否小于或等于临界性能；第二检测模块，被配置为检测各电池单体的剩余性能；第二判断模块，被配置为判断电池单体的剩余性能是否小于或等于临界性能；所述拆解子系统还包括：拆解模块，被配置为将原动力电池拆解为若干电池单体；筛选模块，被配置为筛选出剩余性能大于临界性能的电池单体；重组模块，被配置为将电池单体重组为备用动力电池。
12.作为本发明的一种优选方式，所述检测子系统还包括：分组模块，被配置为将符合重组条件的电池单体对应至不同的性能区间。
13.作为本发明的一种优选方式，所述检测子系统还包括：权重调整模块，被配置为根据电动汽车部件更换情况重新设定部件的权重值。
14.作为本发明的一种优选方式，所述检测子系统还包括：第二计算模块，被配置为计算新耐损部件的剩余性能与电动汽车平均剩余性能的差；第三判断模块，被配置为判断所述差是否大于或等于预设值。
15.本发明实现以下有益效果：1、针对具体型号的电动汽车，确定该电动汽车的各部件组成，通过分析各部件在电动汽车正常运行时所起的作用来设定各部件的权重值，所起的作用越大，相应的权重值就越大，在更换电池之时，先检测电动汽车各部件的剩余性能，并结合权重值来计算各部件的平均剩余性能，所述平均剩余性能可理解为该电动汽车的平均剩余性能，当动力电池的剩余性能小于平均剩余性能时，为该电动汽车更换与平均剩余性能接近的备用动力电池。
16.2、回收后的原动力电池将拆解为若干电池单体，再检测各电池单体的剩余性能后，再将剩余性能接近的电池单体重组为备用动力电池，以保证替换的备用动力电池性能均衡。
17.3、电动汽车的部分分为易损部件与耐损部件，易损部件的权重值之和小于耐损部件的权重值之和，而更换后的新耐损部件的剩余性能不计入平均剩余性能的计算，这样最终计算得出的平均剩余性能更符合电动汽车的实际状态。
附图说明
18.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。
19.图1是本发明实施例提供的车用动力电池回收系统的结构框图。
20.图2是本发明实施例提供的电池单体重组示意图。
21.图3是本发明实施例提供的电池单体分组示意图。
22.图4是本发明实施例提供的组件权重调整示意图。
23.图5是本发明实施例提供的平均剩余性能示意图。
24.图6是本发明实施例提供的车用动力电池回收方法流程图。
25.图7是本发明实施例提供的电池单体重组方法流程图。
26.图8是本发明实施例提供的电池单体分组方法流程图。
27.图9是本发明实施例提供的车用动力电池回收方法的应用示意图。
28.附图标记：车用动力电池回收系统
‑
1；检测子系统
‑
10；拆解子系统
‑
20；统计模块
‑
101；权重模块
‑
102；第一检测模块
‑
103；第一计算模块
‑
104；第一判断模块
‑
105；第二判断模块
‑
106；第二检测模块
‑
107；第三判断模块
‑
108；分组模块
‑
109；权重调整模块
‑
110；第二计算模块
‑
111；第四判断模块
‑
112；提取模块
‑
201；替换模块
‑
202；拆解模块
‑
203；筛选模块
‑
204；重组模块
‑
205。
具体实施方式
29.在此描述了本发明公开的实施例。然而，应理解的是，本发明公开的以下实施例仅为示例，并且其他实施例可采用多种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式使用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的是，参照任一附图示出和描述的多种特征可与一个或更多个其他附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本发明公开的教导一致的特征的多种组合和修改可被期望用于特定的应用或实施方式。
30.实施例一本技术实施例提供的车用动力电池回收系统1应用在电动汽车上，车用动力电池
回收系统1可配合汽车拆卸设备共同作业。
31.如图1所示，本实施例提供的一种车用动力电池回收系统1。在一个实施例中，为动力电池损耗过多的电动汽车更换动力电池，更换所使用的可以是新的动力电池，也可以是旧的动力电池，仅针对车况较好且动力电池非正常损耗的电动汽车才更换新的动力电池；对于动力电池正好损耗的电动汽车仅更换备用动力电池，使用的备用动力电池可以是回收来的动力电池，也可以是将旧动力电池重组后的动力电池，只需要保证该备用动力电池的剩余性能与电动汽车的车况匹配。
32.如图2
‑
5所示，车用动力电池回收系统1由两个子系统构成：检测子系统10以及检测子系统20。
33.其中，检测子系统10包括若干模块，如统计模块101、权重模块102、第一检测模块103、第一计算模块104、第一判断模块105、第二判断模块106、第二检测模块107、第三判断模块108、分组模块109、权重调整模块110、第二计算模块111以及第四判断模块112。
34.可选的，检测子系统10可包括更多或更少的模块，各模块之间通过有线或者无线连接。
35.检测子系统20也包括若干模块，如提取模块201、替换模块202、拆解模块203、筛选模块204、重组模块205等，检测子系统20所包括的模块设置于汽车4s店或汽车修理厂内。
36.可选的，检测子系统20可包括更多或更少的模块，各模块之间通过有线或者无线连接。
37.实施例二本技术实施例提供一种车用动力电池回收方法，该方法可应用于图1
‑
5的车用动力电池回收系统1中，如图6、图9所示，该方法包括如下步骤：s201：根据待处理的电动汽车的型号确定其各部件组成。
38.合格的电动汽车具有明确的配置，电动汽车的各个部件的规格均可以在品牌官方网站上查询得到，因此只需要电动汽车的型号就可查询到该电动汽车各部件的规格，工作人员手动输入电动汽车型号或系统通过摄像头自动识别电动汽车型号，统计模块获取到电动汽车的正确型号后，进入与上述型号对应的品牌官方网站查询该电动汽车各部件的规格，此外，还可提前制作电动汽车型号与各部件规格的表单，将该表单存储在系统内，统计模块只需进入该表单即可查询到部件组成，并且该表单定期进行更新，若有新款电动汽车发布，也将同步更新该表单。
39.若电动汽车已更换了第三方品牌的部件，此时，统计模块查询到的部件组成与实际部件组成不同，需要对查询到的部件组成进行修改，修改方法类似的，根据该第三方品牌部件的型号进入官方网站进行查询，将查询到的具体规格替换即可，修改完毕后保存结果。若是该第三方品牌部件无法查询到详细的规格，那么就由用户或工作人员根据行业经验进行判断，也可直接得出该第三方品牌部件的剩余性能。
40.s202：确定该各部件在电动汽车正常运行时所起的作用，并根据该作用设定各部件的权重值，该各部件不包括动力电池。
41.电动汽车包括了电动机、动力电动、制动片、制动盘、轮胎、轮毂、车架、底盘等部件。其中，电动机又包含了齿轮、轴承以及减速零件等。根据各部件在电动汽车中所起作用的大小设定各部件的权重值，其中所起作用的大小主要参考该部件是否为电动汽车的核心
部件，例如，电动机属于核心部件，那么组成电动机的各零件可以设置较大的权重值，此外，与安全驾驶相关的各部件也可以设置较大的权重值，例如组成制动系统的各部件，其余的各组件可自由设定，也可均分剩余的权重值，需要说明的是，各组件的权重值并非是一个定值，所有组件或零件的权重值之和为1。
42.s203：检测该各部件的剩余性能，并记录该剩余性能。
43.车用动力电池回收系统1可设置于汽车4s店或汽车修理厂内，第一检测模块103用于检测各部件以及动力电池的剩余性能，该剩余性能以百分比的形式进行表示。
44.例如，轮胎的剩余性能以其胎纹磨损程度进行评估，轮胎全新时，其剩余性能为100%，当轮胎的胎纹磨平时，其剩余性能为0，介于全新与磨平之间时，按照胎纹的剩余深度等比例减小。
45.另一种情况，一般的轮胎上带有轮胎磨损程度标记，该标记的位置介于上述全新与磨平之间，若是从更安全的角度出发，可将该标记的位置定义为剩余性能0，该标记的位置一般在胎纹深度1.6毫米出，此时意味着需要更换轮胎以保证安全驾驶。
46.再例如，齿轮的齿面有正常磨损、麻点磨损和粘附磨损等几种情况，正常磨损是齿轮在啮合传动中由齿面相互摩擦造成的磨损，这种磨损发生在整个齿面上，使齿面呈现均匀的光洁度，当润滑油中的机械杂质进入摩擦面时，将变成磨料磨损使磨损加剧，齿面磨损后，将使齿轮的厚度变薄，啮合间隙增大；麻点磨损多发生在齿面的分度圆区域，当压应力超过金属的屈服极限时，齿面便产生细小的疲劳裂纹，进而使表面金属微粒剥落，形成麻点状凹坑；粘附磨损是齿轮在转速很低、齿面载荷特大时，由于齿面接触部位的距离极小，在分子引力作用下表面金属相互吸引而粘接在一起，或当齿轮处于调整、重载及润滑不良和散热不佳等情况下，齿顶和齿根等接触部位由于滑动速度很高，产生的高温使表层金属粘接在一起，轻者擦伤，重者使较软的金属表面被撕裂而损坏，上述磨损在检验时，后两种可以直接观察到麻点及擦伤或撕裂痕迹，其中除疲劳剥落不超过一个齿面积的25%，至于正常磨损，可用齿轮游标卡尺进行检验，由于磨损一般以分度圆区域最大，因此，检验时通常将齿轮游标卡尺卡在分度圆处测量其弦齿厚度，以确定齿轮的磨损情况，可以看出齿轮的剩余性能主要参考齿面剥落面积、齿尖尖度与厚度，齿轮的剩余性能以齿面剥落面积、齿尖尖度与厚度综合评估，其他的部件也是按照上述方法评估剩余性能。
47.必要时，可以将部件从电动汽车上拆卸下来进一步检测，拆卸电动汽车的设备位于汽车4s店或汽车修理厂内，例如可拆卸轮胎、电动机、动力电池等部件。
48.s204：根据各部件的权重值以及剩余性能计算该电动汽车的平均剩余性能。
49.通过每一个部件的权重值以及剩余性能计算电动汽车的平均剩余性能，将每一个部件的权重值乘以其剩余性能，再取和即可得出电动汽车的平均剩余性能，该平均剩余性能也是以百分比的形式进行表示。
50.上述计算得出的平均剩余性能是不包含动力电池的结果。
51.s205：检测该动力电池的剩余性能。
52.在检测动力电池剩余性能时，依次检测动力电池的外观、电压以及内阻，外观破损的动力电池也不再利用，电压以及内阻不达标的动力电池也不再利用，对电压以及内阻均达标的动力电池进行充放电检测，用于获取动力电池的容量，检测得出的容量与标定容量的比值可以代表动力电池的剩余性能。
53.上述检测得出的容量指的是动力电池充电至饱和时的容量。
54.电池单体外观破损存在以下几种情况，电池壳体凹陷、漏液、腐蚀等明显可见的破损。
55.s206：判断该动力电池的剩余性能是否小于该平均剩余性能。
56.此步骤之前已经得出了电动汽车的平均剩余性能与动力电池的剩余性能，可以得出动力电池与其他部件整体的剩余性能差距，若是动力电池的剩余性能小于电动汽车的平均剩余性能，则表明动力电池性能衰减严重，需要更换动力电池。
57.s207：若是，提取出与该平均剩余性能相匹配的备用动力电池。
58.在检测子系统10确定电动汽车需要更换动力电池后，拆卸设备先将原动力电池从电动汽车内拆卸下来，提取模块201从仓库中提取出与电动汽车平均剩余性能相匹配的备用动力电池。
59.上述相匹配的含义为电动汽车平均剩余性能与备用动力电池剩余性能接近。
60.s208：将该电动汽车的原动力电池替换为该备用动力电池，并回收该原动力电池。
61.替换模块202再将提取出的备用动力电池装入该电动汽车，原动力电池放入仓库。
62.如图7所示，s2081：对于回收后的原动力电池，判断该原动力电池的剩余性能是否小于或等于临界性能。
63.拆卸设备将原动力电池从电动汽车内拆卸下来后，第二判断模块106判断原动力电池的剩余性能是否小于或等于临界性能，该临界性能预存于系统内，该临界性能代表了动力电池的不再利用标准，若原动力电池的剩余性能小于或等于临界性能，则表明原动力电池无法进入再利用环节，需要立即进行拆解处理。
64.s2082：若是，将该原动力电池拆解为若干电池单体，并检测各电池单体的剩余性能。
65.若原动力电池的剩余性能小于或等于临界性能，拆解模块203将原动力电池拆解为若干电池单体，依次检测电池单体的外观、电压以及内阻，外观破损的电池单体也不再利用，电压以及内阻不达标的电池单体也不再利用，对电压以及内阻均达标的电池单体进行充放电检测，用于获取电池单体的容量，检测得出的容量与标定容量的比值可以代表电池单体的剩余性能。
66.s2083：判断该电池单体的剩余性能是否小于或等于临界性能。
67.第三判断模块108判断各电池单体的剩余性能是否小于或等于临界性能，动力电池的临界性能与电池单体的临界性能含义相同。
68.s2084：若否，将该电池单体重组为备用动力电池。
69.若电池单体的剩余性能大于临界性能，重组模块205将电池单体重组为备用动力电池。
70.s2085：若是，将该电池单体作报废处理。
71.若电池单体的剩余性能小于或等于临界性能，则表明该电池单体无法进入再利用环节。
72.不再利用的动力电池或电池单体进行报废处理，先记录动力电池或电池单体的编码，确保动力电池的可追溯性，其次将动力电池全部拆解为电池单体，再对电池单体进行粉碎、分选，拆解之后的塑料以及铁外壳可以回收，将电池中的有色金属进行提炼回收，对电
池中的废料进行科学分解以达到环保的目的。
73.如图8所示，s20841：对于重组的电池单体，设定有若干不同的性能区间，将重组的电池单体对应至该不同的性能区间。
74.在本实施例中共设三个性能区间，a区间为（ 80%，85%] ，b区间为（ 85%，90%] ，c区间为（ 90%，95%），对电池单体按照不同的区间进行分类，一共分为三大类。
75.s20842：将相同性能区间内剩余性能接近的电池重组为一个备用动力电池。
76.优先将同一区间内的电池单体串联为一个备用动力电池，并且优先将同一区间内剩余性能相同或相近的电池单体串联为一个备用动力电池。
77.进一步的，下面以一组数据为例对本实施例提供一种车用动力电池回收方法在电动汽车x中的应用进行叙述。
78.表1上表1为电动汽车x的检测结果，通过方法s201
‑
s205可得出表中数据，在s206中，动力电池的剩余性能为80%，电动汽车x的平均剩余性能为89%，可知，电动汽车x动力电池的剩余性能小于电动汽车的平均剩余性能，此时需要为电动汽车x更换动力电池。
79.在s207中，仓库中预存有若干备用动力电池，第一步，从仓库中选择与电动汽车x适配的备用动力电池，这些动力电池上标注有其剩余性能，第二步，再从中选择与电动汽车x平均剩余性能相同或相近的备用动力电池，例如，优先选择剩余性能为89%的备用动力电池，若无，则选择剩余性能为88%或90%的备用动力电池，在s208中，将最终选择的备用动力电池装入电动汽车x。
80.需要说明的是，本技术应用于非换电模式进行补能的电动汽车上，而是应用在将动力电池集成在底盘内的采用充电模式进行补能的电动汽车上。上述表1中各部件的权重值默认使用厂家标定的权重值，并且在电动汽车实际使用过程中，可以根据该车的实际使用状态通过权重值调整模块对权重值进行修改。
81.实施例三电动汽车的各部件包括易损部件以及耐损部件，该易损部件的权重值之和小于耐
损部件的权重值之和。
82.对于已更换过的耐损部件，则更换后的新耐损部件的剩余性能不计入平均剩余性能的计算。
83.对于已更换过的耐损部件，计算新耐损部件的剩余性能与电动汽车平均剩余性能的差。
84.判断该差是否大于或等于预设值。
85.若是，则更换后的新耐损部件的剩余性能不计入平均剩余性能的计算。
86.具体地，在本实施例中，将三年内需要更换的部件定义为易损部件，其余部件则定义为耐损部件，易损部件的更换频率一般大于耐损部件的更换频率，那么电动汽车的整体平均剩余性能就主要取决与耐损部件，因此在设定各部件的权重值时，易损部件的权重值之和小于耐损部件的权重值之和。
87.而更换后的新耐损部件的剩余性能不计入平均剩余性能的计算。
88.可选的，在另一种情况下，为了保证新耐损部件不影响电动汽车平均剩余性能的正确率，需要再额外计算新耐损部件的剩余性能与电动汽车平均剩余性能的差，再判断该差是否大于或等于预设值，若是，则表明新耐损部件还处于较新的状态，距离下次更换仍存在较长的时间，此时，更换后的新耐损部件的剩余性能不计入平均剩余性能的计算；若该差小于预设值，则表明该新耐损部件处于临近更换的状态，那么新耐损部件的剩余性能可计入平均剩余性能的计算，这样最终计算得出的平均剩余性能更符合电动汽车的实际状态。
89.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。