[发明专利]一种考虑梯次利用的动力电池资源存量计算方法

说明书

本发明公开了一种考虑梯次利用的动力电池资源存量计算方法。其包括如下步骤：根据威布尔寿命分布函数并基于新能源汽车销售量数据计算动力电池分别在新能源汽车和梯次利用场景中的退役量；进一步确定动力电池在两种应用场景中的服役量；最后结合各类型动力电池材料组成对其蕴含的资源存量进行计算。动力电池资源存量为服役于新能源汽车的动力电池存量单元和去往梯次利用场景的动力电池存量单元的加和。本发明结合动力电池行业发展现状及梯次利用特点，基于三种主要类型动力电池市场占比及物质清单，建立了一套考虑梯次利用的动力电池资源存量计算方法，可以实现全过程、高精度的动力电池资源存量计算。

技术领域

本发明属于资源价值评估与环境管理技术领域，具体涉及一种考虑梯次利用的动力电池资源存量计算方法。

背景技术

基于新能源汽车产销两旺、锂电池市场规模快速增长的现状，动力电池已成为电池行业的强劲增长点。以磷酸铁锂电池、三元锂电池和锰酸锂电池为主的动力电池迎来集中退役期。最新调研数据表明，国内乘用车市场正从增量市场向存量市场转变，置换需求逐步成为市场主流。巨大的动力电池产销市场造成动力电池退役量不断提高。退役动力电池一方面可进入低速电动车、储能设施等领域进行梯次利用，另一方面也含有镍、钴、锰、锂等金属资源，资源化价值潜力巨大。定量计算动力电池资源存量，不仅是动力电池市场资源优化配置的关键，也是管理部门评价资源环境影响和社会效益的基础数据。

目前国内外开展动力电池的研究主要集中在电池性能、梯次利用以及产销量和退役量预测上。在资源存量方面的研究主要集中在基础设施、农业废弃物以及电子废弃物等领域。国内新能源汽车起步较晚，涉及动力电池资源存量的相关数据库构建尚不完善，特别是以新能源汽车动力电池为单元的统计资料更是缺乏完整性，已有的资料中多为新能源汽车产销量、动力电池出货量等数据统计。同时，由于很少涉及动力电池资源存量的相关统计，也给管理部门的资源效益评估及环境影响评价带来了困难。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种考虑梯次利用的动力电池资源存量的计算方法。通过本发明方法可以实现全过程、高精度的动力电池市场的资源存量计算。

本发明首先根据威布尔寿命分布函数并基于新能源汽车销售量数据计算动力电池分别在新能源汽车和梯次利用场景中的退役量；然后确定动力电池在两种应用场景中的服役量；最后结合各类型动力电池材料组成对其蕴含的资源存量进行计算。动力电池资源存量为服役于新能源汽车的动力电池存量单元和去往梯次利用场景的动力电池存量单元的加和。本发明的技术方案具体如下。

一种考虑梯次利用的动力电池资源存量计算方法，包括如下步骤：

S1：计算动力电池在新能源汽车场景中的退役量；

根据威布尔寿命分布函数确定服役于新能源汽车上动力电池在某一年的退役概率，计算模型为：

式1中，f(T)指在新能源汽车场景中寿命为T的动力电池在该年的退役概率，k是形状参数，λ是范围参数，其大小与动力电池寿命有关，由下式确定：

式2、式3中，T_ave为动力电池的平均寿命，T_max为99％的动力电池退役所需的时间，设定T_max＝2T_ave；

基于历年新能源汽车销售量数据，结合动力电池在新能源汽车服役年限内的退役概率，确定第t年的退役量，计算模型为：

式4中，O_t为第t年的动力电池退役量；I(t-T)为(t-T)年进入新能源汽车服役阶段的动力电池数量；

根据每一年的动力电池退役量以及新能源汽车1-10年的寿命年限，计算新能源汽车场景中的动力电池退役量，计算模型为：