推動(dòng)電氣化和新時(shí)代可持續(xù)駕駛的人長期以來在電池方面一直有著噩夢，特別是它們的壽命終結(jié)。單元效率本身仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，但如果原始設(shè)備制造商必須將耗盡的壽命終結(jié)的電動(dòng)汽車電池送到拆解廠，那么整體情況看起來就不那么好了。因此，豐田和馬自達(dá)一直悄悄地合作開發(fā)解決方案。他們開發(fā)了一個(gè)大規(guī)模電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，有效地將舊汽車電池重新利用來產(chǎn)生新的電力。在這種情況下，你舊豐田普銳斯的電池可以幫助為馬自達(dá)在廣島的總部供電，雖然目前這只是一個(gè)相對(duì)較小的實(shí)驗(yàn)，但它可能具有重大影響。這能否代表一個(gè)真正的循環(huán)電池經(jīng)濟(jì)的開始？

01再利用和回收

電動(dòng)汽車電池代表了一個(gè)棘手的問題，因?yàn)樗鼈儾⒉灰欢〞?huì)完全失效或停止工作，而是僅僅因?yàn)闊o法滿足快速充電和性能駕駛的需求而變得效率低下。它們中的許多電池仍然可以儲(chǔ)存大量的“無法使用”的能量，因此，這里的第一個(gè)方法是利用其中一部分剩余容量。因此，豐田決定在考慮回收之前先關(guān)注再利用，將這些老化的電池變成儲(chǔ)存太陽能的工具，并在夜間將其反饋回電網(wǎng)。然后，豐田專注于與 Redwood Materials 的合作，以創(chuàng)建一個(gè)封閉的回收循環(huán)，其中使用過的電池組被拆開。有價(jià)值的金屬，如錳和鈷，然后會(huì)重新回到循環(huán)中，用于下一代電池。

豐田開發(fā)了一種名為其掃頻儲(chǔ)能系統(tǒng)的解決方案。在微秒內(nèi)，該系統(tǒng)能夠快速切換每個(gè)電池的電力流向，這有助于繞過任何存在的弱電池，從而讓強(qiáng)電池承擔(dān)更多的負(fù)載。反過來，這有助于解決給定單元內(nèi)老化及衰減的問題，否則發(fā)電可能會(huì)不均勻。有了這個(gè)與效率相關(guān)的系統(tǒng)，豐田和馬自達(dá)隨后能夠?yàn)轳R自達(dá)的廣島工廠提供二次校園電力。

這里的目的是調(diào)節(jié)設(shè)施的電力供需，特別是因?yàn)楣S的需求在一天中的變化很大。因此，Sweep 系統(tǒng)可以快速地開啟和關(guān)閉特定的電池流動(dòng)，即使在流動(dòng)中，新的電池連接到嚴(yán)重退化或甚至不同容量的單元。作為一個(gè)整體，該解決方案在各個(gè)方面都提供了顯著的穩(wěn)定性。整個(gè)設(shè)置結(jié)合了來自混合動(dòng)力車（如普銳斯）和純電動(dòng)汽車的具有不同化學(xué)性質(zhì)和健康狀態(tài)的電池。工程師將這些奇特的電池組合成一個(gè)模塊化且可維護(hù)的主單元。

02行動(dòng)中的解決方案

廣島工廠是這樣一個(gè)想法的完美測試環(huán)境，這個(gè)解決方案是唯一由 OEM 運(yùn)營的同類發(fā)電系統(tǒng)。馬自達(dá)可以在各種不同的情況下仔細(xì)測試 ，同時(shí)測量其對(duì)在線穩(wěn)定性和整體能源需求的關(guān)鍵影響。系統(tǒng)能夠在不出現(xiàn)任何重大電壓跌落和峰值的情況下保持裝配線運(yùn)行，否則可能會(huì)帶來昂貴且耗時(shí)的后果。因此，該系統(tǒng)正在將舊電池包轉(zhuǎn)換為容器化存儲(chǔ)，然后用于發(fā)電。如果長期測試項(xiàng)目成功，沒有理由相信類似的方法在其他工廠、物流樞紐、經(jīng)銷商所在地等等也能帶來效益。

在某個(gè)階段，這些再利用的電池最終會(huì)失效，這時(shí)高效回收就變得至關(guān)重要。在此，豐田與 Redwood Materials 建立了緊密的合作關(guān)系，作為國家回收計(jì)劃的一部分。顯然，Redwood 能夠從某些鋰離子電池中回收高達(dá) 95%的關(guān)鍵礦物，使該方法在經(jīng)濟(jì)上可行。同時(shí)，隨著道路上電動(dòng)汽車數(shù)量的增加，Redwood 也在盡可能快速地?cái)U(kuò)大其產(chǎn)能。

馬自達(dá)也在這一特定領(lǐng)域發(fā)揮作用，在巖國市建設(shè)了一個(gè)新的模塊包工廠，用于使用松下能源的圓柱形電池。因此，馬自達(dá)現(xiàn)在對(duì)其所有鋰離子電池都有明確的生命周期處理協(xié)議，這有助于完成整個(gè)循環(huán)。設(shè)計(jì)和制造從一開始就考慮了再利用和回收，并且從未將其視為事后考慮。

03這意味著什么？

對(duì)汽車制造商、電網(wǎng)和消費(fèi)者來說，這里有很多好處。對(duì)于原始設(shè)備制造商來說，二次使用存儲(chǔ)解決方案可以大大減少耗電工廠的能源需求，并有助于緩沖太陽能回退的上下波動(dòng)。在一個(gè)特定車型的整個(gè)生命周期中，節(jié)省的成本可以抵消一部分與電池保修和回收計(jì)劃相關(guān)的成本。關(guān)鍵在于，Sweep 解決方案能夠處理不匹配的電池組，因此在收集和部署過程中，需要進(jìn)行的分類和選擇工作就減少了。

二手儲(chǔ)能也能幫助電網(wǎng)和電力分配。電力供應(yīng)商將不再需要過多擔(dān)心高峰需求和通過擁擠的變電站進(jìn)行路由，因?yàn)楣S將已經(jīng)在現(xiàn)場擁有數(shù)百兆瓦時(shí)的容量。汽車制造商現(xiàn)在可以控制這些關(guān)鍵發(fā)電解決方案。

消費(fèi)者也應(yīng)該感到高興，因?yàn)檫@種循環(huán)利用水平可以逐漸影響到一線車輛成本。如果回收和再利用成為新電池的標(biāo)準(zhǔn)，那么這些單元將不再像以前那樣對(duì)原材料價(jià)格沖擊那么敏感。同時(shí)，對(duì)于那些非常關(guān)注這些問題的消費(fèi)者來說，他們應(yīng)該知道他們的電動(dòng)汽車電池組有一個(gè)寶貴的第二甚至第三生命，而不是被當(dāng)作一次性消費(fèi)品。

04未來可能的挑戰(zhàn)

整個(gè)電池行業(yè)非常動(dòng)態(tài)，第二生命儲(chǔ)能解決方案必須在現(xiàn)實(shí)世界中與電池制造業(yè)競爭。記住全新固定式電池正在降價(jià)，而回收階段本身就需要巨大的資本投入才能使一切在財(cái)務(wù)上變得可行。如果這種投入開始超過開采新供應(yīng)最初的成本，就可能發(fā)出警報(bào)。還有其他需要考慮的問題，例如保修問題、運(yùn)輸物流和安全規(guī)則，更不用說國家法規(guī)了。因此，即使它似乎是目前最合理的發(fā)展方向，建立完善的循環(huán)基礎(chǔ)設(shè)施可能也需要一些時(shí)間。

然而，豐田和馬自達(dá)的試點(diǎn)項(xiàng)目不僅僅是一個(gè)腳注，它確實(shí)表明混合、退化、不匹配的電池包可以組合起來提供有用的解決方案。巧妙的電力電子和智能控制使豐田和馬自達(dá)能夠?qū)⑦@些奇特的電池接入一個(gè)實(shí)時(shí)且至關(guān)重要的生產(chǎn)環(huán)境。當(dāng)你考慮到他們嚴(yán)肅的回收合作伙伴關(guān)系時(shí)，這開始看起來像是一個(gè)相當(dāng)優(yōu)雅、環(huán)保且經(jīng)濟(jì)明智的解決方案。因此，今天的豐田和馬自達(dá)清掃系統(tǒng)向這個(gè)急躁且敏感的世界展示了最完整的解決方案，用于回收那些有爭議的電動(dòng)汽車電池。