当电动汽车电池组的可用容量下降到原始额定容量的约 75–80% 时，通常会从车辆的主要用途中退役。 这一阈值反映了行驶里程、功率输出、加速性能和再生制动性能可能不再满足汽车要求的时间点。退役并不意味着电池无法使用：实验室测试将确定其剩余容量、内阻、一致性和安全性是否使其适合二次利用。
通常的首次使用退役阈值约为 20–25% 的容量损失，即剩余 75–80% 的容量。 电池测试系统随后会利用容量、内阻、电压、老化和稳定性数据对单个电芯和模组进行分级，以确定适合再利用、再制造或回收的单元。
为什么汽车电池会退役
容量是常见的阈值
当动力电池的最大可用容量下降到其原始值的约 75–80% 时，通常就达到了其首次车辆应用寿命的终点。
这是一种实际的性能阈值，而非通用的物理失效点。低于此水平的电池可能仍能提供有用的能量，但在车辆中，其续航里程的缩短和可能出现的不均匀性能可能变得无法接受。
功率性能同样重要
容量并不是唯一的退役标准。内阻的增加会降低电池高效提供和接收电力的能力。
一些评估将明显的电阻增加（例如从原始水平增加约一倍）视为首次使用寿命结束的额外指标。适当的阈值取决于车辆设计、电池化学成分、运行条件和制造商要求。
首次使用退役并不等于电池失效
从车辆上退役的电池组可能仍保留着显著的能量容量和可用的循环寿命。固定式应用通常对加速、再生制动和快速功率变化的要求较低。
这为将可用的模组重新定向到备用电源、峰值负载管理和其他固定式储能系统等应用中创造了机会。
测试系统如何评估二次利用潜力
容量测试测量剩余能量
测试系统使用定义的充电曲线对电芯或模组进行充满电，然后在受控条件下将其放电至指定的低压截止点。
系统通过对放电期间的电流进行积分来计算可用容量。将此结果与原始额定值进行比较，可以直接测量容量保持率，并支持电池的健康状态评估。
内阻测试测量功率能力
实验室系统可以在电芯静置后施加受控的电流脉冲。然后根据负载下的电压降估算放电电阻：
R = (V_rest - V_loaded) / I
较高的电阻通常表明运行期间的老化程度更高且发热量更大。它还可以揭示那些可能具有足够容量，但无法可靠满足预期二次利用系统功率要求的模组。
开路电压检查揭示异常
在受控的静置期后，系统测量开路电压并比较不同电芯或模组的结果。
电压检查可以识别异常的自放电、不平衡、充电不完全或可能的电芯故障。当它们与容量和电阻测量结果结合解读时，比单独作为健康指标使用时更有价值。
循环测试揭示稳定性
测试系统在受控条件下反复对样品进行充放电，以测量随时间推移的容量衰减和电阻增长。
这提供了循环稳定性的证据，帮助工程师区分老化可预测的模组与即将进入加速退化阶段的模组。
日历寿命测试捕捉存储老化
即使在不进行循环的情况下，电池也会退化。实验室系统在电芯处于受控温度和充电状态下存储时，监测其容量保持率和电阻增长。
在不同温度和荷电状态 (SoC) 等条件下进行测试，有助于隔离存储历史的影响，并估计电池在固定式应用中的表现。
工程师如何将测量结果转化为再利用决策
健康状态 (SOH) 提供主要分类
健康状态 (SOH) 综合了剩余容量和电阻等相对于电池原始状况的测量值。
高 SOH 并不自动保证可以再利用。工程师还必须考虑安全历史、电芯一致性、机械状况、热暴露以及目标应用的运行需求。
电芯间的一致性决定了电池组质量
电池组的可靠性取决于其最薄弱或最不匹配的元件。测试系统会比较单个电芯和模组之间的容量、电阻、电压行为和自放电情况。
兼容的单元可以组合在一起，而高度不稳定或有缺陷的单元则会从重组过程中剔除。
剩余使用寿命 (RUL) 支持经济决策
剩余使用寿命，即 RUL，用于估计电芯或模组能够继续满足其预期应用要求的时间。
该估算基于观察到的容量衰减、电阻增长、循环数据和老化趋势。它本质上是不确定的，特别是当电池的历史运行条件不完整时。
老化“拐点”需要特别注意
许多电池会经历一个被称为老化拐点的转变，此后容量可能会迅速下降，且退化变得难以逆转。
长期的循环和电阻测量有助于识别这种转变。避开已经接近拐点的模组非常重要，因为它们表面的短期价值可能无法转化为可靠的二次利用服务。
理解权衡因素
75–80% 的阈值并非通用
通常引用的阈值是一个有用的行业经验法则，而不是单一的全球退役标准。
由于安全考虑、功率损耗、保修条件、不平衡或物理损坏，电池可能会提前退役。相反，低于 80% 容量的电池在经过精心选择的低需求应用中，在技术上可能仍然有用。
仅凭容量可能会错误分类电池
两个容量相同的模组可能具有非常不同的内阻、自放电率或老化轨迹。
仅依赖容量存在将不稳定或高电阻模组放入系统中的风险，这可能导致过热、失去平衡或过早失效。
实验室结果取决于测试条件
测得的容量和电阻会随温度、SoC、静置时间、电流倍率和电压限制而变化。
因此，结果应使用受控、有记录的协议生成。只有在测试条件一致时，比较才有意义。
安全筛选仍然必不可少
测试数据不能消除对检查和保护控制的需求。无论测得的容量如何，物理损坏、膨胀、泄漏、绝缘故障、热事件或滥用迹象都可能导致模组被淘汰。
未能通过安全或稳定性检查的模组应被送往适当的回收流程，而不是进行二次利用。
标准化数据仍然有限
退役的车辆电池到达时，往往缺乏关于温度暴露、充电行为、快充历史和既往故障的完整记录。
这种不确定性使得准确的 RUL 预测变得困难，并增加了保守分级、重复测试和应用特定验收标准的重要性。
为您的目标做出正确的选择
正确的再利用决策取决于测得的电池状况和拟议应用的需求。
- 如果您的主要重点是车辆性能： 将约 75–80% 的剩余容量、显著的电阻增长和功率输出下降视为电池组可能不再满足首次使用汽车要求的指标。
- 如果您的主要重点是固定式储能： 在将模组组合用于再利用之前，请评估容量保持率、内阻、电芯间一致性、循环稳定性、自放电和安全性。
- 如果您的主要重点是再制造： 使用精确的容量和电阻等级来匹配兼容的电芯或模组，并排除具有异常老化行为的单元。
- 如果您的主要重点是降低风险： 使用受控循环、日历寿命数据、物理检查和老化趋势分析，而不是仅仅依赖单一的 SOH 值。
- 如果您的主要重点是回收效率： 将具有灾难性损坏、不稳定行为、严重不平衡或剩余使用寿命有限的模组直接送往材料回收，而不是进行二次利用。
电池从车辆服务中退役标志着诊断决策的开始，而不一定是其使用寿命的终点。
总结表：
| 评估参数 | 方法 | 关键指标 | 解读 |
|---|---|---|---|
| 容量保持率 | 满充满放测试 | 原始容量的百分比 | <80% 可能表明应从车辆退役 |
| 内阻 | 脉冲测试，电压降 | 相对于基准的增加量 | 电阻越高，功率输出越差 |
| 开路电压 | 静置期测量 | 电压一致性 | 异常电压表明不平衡或故障 |
| 循环稳定性 | 反复充放电 | 循环中的容量衰减 | 预测长期可靠性 |
| 日历寿命 | 受控条件下的存储测试 | 容量/电阻漂移 | 评估闲置期间的老化情况 |
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