新能源汽车工厂动力电池回收溯源研究

作者:肖德山 苟军强 文章来源:AI《汽车制造业》 发布时间:2019-02-18
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对于汽车主机厂来说,对新能源汽车车载动力电池生产、销售、使用、报废、回收和利用等全生命周期的过程管理方面,做到新能源汽车动力电池的来源可查、去向可追、节点可控、责任可究,以实现促进新能源汽车行业持续健康发展的目的是十分重要的,故本文对动力电池回收利用溯源管理进行了初步的探讨及研究。

为保障公民生命财产和公共安全,推进资源综合利用,规范行业发展,促进新能源汽车行业持续健康发展,落实《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理规定》和《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》,主机厂需要积极响应国家政策,主动建立新能源动力电池的回收利用溯源管理体系,使资源利用达到最大化,循环经济效益不断增值,杜绝或降低资源的浪费,减少环境污染,避免危害社会及生态平衡、同时这也是主机厂及产业链对新能源动力电池回收利用技术的研究力度的促进。

主机厂动力电池回收管理溯源的
必要性
目前新能源汽车生产企业基本上没有新能源汽车动力电池的管理体系及技术支撑,只存在对动力电池的来件的外观质量的检查,对动力电池的转运、装配及拆卸有了基本的了解,但对废旧动力电池的储存规范、标准、包装、运输和移交等还没有一套完成的体系。为保证废旧动力电池的去向等进行有效管理,故需要对废旧动力电池进行溯源管理。
新能源汽车生产企业是动力电池的主要使用单位,是承接上下游的桥梁,起着纽带作用,既是动力电池生产企业的客户,亦是新能源汽车消费者(个人消费、租赁企业和运输企业等)的供应商,担负着创造社会财富、造福社会的责任,同时亦不能危害社会,给社会及人民造成人身安全、财产安全及环境的破坏,这也是新能源汽车生产企业责任延伸的必要性。

新能源汽车动力电池的回收溯源管理节点
1.新能源汽车动力电池的全生命周期
新能源汽车从设计到报废同样经历了产品生命周期的整个过程。在其整个过程中动力电池亦同样经历从原材料选择及配比到单体的设计,再到电池包的设计,从生产到销售,从使用到报废,从回收到原材料的回收再利用的整个过程。同样经历着产品导入期、成长期、成熟期及衰退期这四个典型阶段。
2.动力电池的回收利用过程节点及涉及企业
如图1所示,在新能源汽车的全生命周期中动力电池从设计到再利用,主要经过生产、销售、运输、装配、拆卸、维修、报废和拆解等相关的节点和相应的动力电池生产企业、新能源汽车生产企业、新能源汽车经销商、维修服务网点、消费者(包含个人和企业)、报废汽车拆解企业及综合利用企业,综合利用企业包含有梯次利用企业和再生利用企业等相关企业。

图1 新能源汽车动力电池回收经历的节点.jpg

新能源汽车动力电池回收利用溯源管理系统
1.动力电池回收利用溯源管理信息
为解决动力电池回收利用整个流程各个节点的有效溯源,新能源汽车生产企业需开发企业版动力电池回收利用溯源管理系统,以满足国家溯源管理平台信息实时上传的要求,为了区分动力电池回收利用溯源信息管理在整个生命周期中主体责任,将整个溯源管理系统主要分为车载信息管理模块和动力电池回收利用管理模块。结合动力电池回收利用过程节点及涉及的企业,需要上传的信息通道涉及较为广泛,车载信息管理模块主要有车辆生产信息、车辆销售信息、车辆维修信息、车辆换电信息和动力电池回收信息等,动力电池回收利用模块主要有报废汽车信息、梯次利用信息和再生利用信息等。
2.动力电池回收利用溯源管理信息职责区分
车载信息管理模块和动力电池回收利用管理模块两个模块,其中回收利用的管理模块,不作为新能源汽车生产企业上传的管理范畴,新能源汽车生产企业重点管理报废前的车载信息管理模块。主要涉及生产、销售、维修、更换,回收服务网点等信息管理,回收服务网点的建立可以自建、共建、授权等的方式进行。

主机厂的动力电池回收利用溯源管理
在此主要对生产工厂生产环节的新能源汽车生产信息的溯源管理工作进行探讨。生产环节动力电池溯源管理经历的重要节点主要有动力电池上线、动力电池的装配、动力电池与车辆的绑定、车辆电检下线、合格证打印、入库、生产信息上传企业溯源平台、系统校验、生产信息上传国家溯源管理平台等节点。其中动力电池主要去向为动力电池生产企业、报废汽车回收拆解企业、动力电池回收服务网点。为保证动力电池的来源可查、去向可追及节点可控,现将生产环节的程序进行研究及整理。以便作为后期工作的主要依据,具体如图2、图3所示。

图2 动力电池回收信息流.jpg

图3 新能源汽车工厂生产信息流.jpg
具体流程如下:
(1)动力电池厂家在动力电池配送到新能源汽车生产企业(奇瑞商用车)的同时将动力电池编码同时上传到动力电池回收溯源管理国家平台及企业平台。
(2)动力电池来件检查及上线装配,严格按照安装工艺文件或装配技术条件进行装配。
(3)动力电池在线装配后将动力电池编码与车辆VIN码于MES系统中进行绑定。
(4)整车经CP7后电检合格后下线,进入四轮、灯光、转毂及淋雨等检测线。
(5)整车合格后正常打印合格证,合格证打印后整车入库,进入商品车库或试验车库。
(6)合格证打印后15个工作日内由MES系统间歇性(1次/3h)自动上传生产信息至企业动力电池的溯源管理平台。
(7)对于已经入库的车辆出现事故需要进行更换动力电池的,将需维修信息上传。对于车身报废,动力电池拆卸后需要进行二次上线装配的,需要将原车辆信息在动力电池回收溯源管理平台上进行删除并在MES系统中将与原车辆绑定解除及与现装配车辆再绑定。
(8)对于在合格证打印之前,检测线检测出来的动力电池不合格,需要对动力电池进行维修,维修不好的需要进行更换,更换动力电池之前需要对动力电池与车辆的绑定进行解除。
(9)对于更换下来的不合格的动力电池需要进行二次包装,按不合格件处理流程进行退件处理,退回动力电池厂家。
(10)更换后的车辆需要进行MES系统的绑定工作,并重新进行检测,合格后打印合格证,入库,生产信息上传动力电池溯源管理平台。
(11)对试验车的管理,因新能源汽车试验车单车成本较高,部分车辆可以进行降级处理,或者进行租赁,或者用作办公用车,此部分车辆需要进行商品化处理,需打印合格证,亦需将生产信息上传到企业动力电池回收溯源管理平台。
(12)对于不能进行商品化的试验车,需要进行报废处理的,车辆交由报废车辆回收拆解企业,则动力电池的拆卸、拆卸后的二次包装、安全防护、储存以及信息上传动力电池回收溯源管理平台等工作由报废车辆回收拆解企业进行处理。
(13)MES上传的信息经企业溯源管理系统与动力电池厂家上传的信息进行比对校验,待校验合格后上传国家溯源管理系统。

生产信息上传关键自检程序
MES系统绑定后要进行校验,对绑定后的信息进行校验,校验无误后绑定信息上传企业版动力电池回收利用溯源管理系统。生产信息由MES系统上传企业版溯源管理平台后,进行校验,校验合格后上传国家溯源管理平台,此过程是否上传成功需要进行自检,以防止信息上传的失败,造成信息上传的节点失控。故需要MES系统、企业版动力电池回收溯源管理系统、国家动力电池回收溯源管理系统三者形成上传、校验和上传的闭环管理系统,流程可见图4。

图4 生产信息上传自检程序.jpg

结语
结合国家对新能源动力电池回收利用的管理要求,为防止浪费资源、污染环境、危害社会及生态平衡,建立新能源动力电池的回收利用溯源管理体系及信息系统,是新能源汽车发展的必然要求,通过动力电池回收利用溯源管理系统的开发建设,使动力电池的来源可查,去向可追,节点可控,可有效管理动力电池的全生命周期的过程,可使资源利用达到最大化,形成循环经济效益。

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