基于区块链技术的动力电池可追溯性管理研究

动力电池在生产、运输、使用等环节的安全风险监管问题亟待解决，而未经妥善回收利用的退役动力电池将造成资源浪费，随意丢弃废旧动力电池更会带来难以逆转的环境污染。因此，实现对新能源汽车动力电池全生命周期信息的全面有效监管，是提升社会效益、经济效益、环境效益的有利保障。随着新能源汽车产业不断发展壮大，动力电池溯源信息数据量也在快速扩增，这极大增加了各溯源环节责任主体企业在数据信息收集和填报方面的工作量，同时也对国家溯源平台的信息收集和管理能力提出更大挑战。为此，国家溯源平台结合现实问题，计划将区块链技术引入到平台的数据管理程序中。

动力电池溯源管理政策分析

我国一直在积极部署新能源汽车动力电池全生命周期信息溯源管理工作：

2018年2月26日，工信部、科技部等七部委颁发了《新能源汽车动力电池回收利用管理暂行办法》，其中第九、十、十一、二十四、二十五条分别提到动力电池的可追溯性，规定电池生产企业、汽车生产企业、新能源汽车销售商、新能源汽车售后服务机构、电池租赁等运营企业在溯源信息系统中应尽的责任，例如上传动力蓄电池编码、记录新能源汽车及所有人的溯源信息。另外，该《暂行办法》从制度层面要求建立动力蓄电池回收服务网点上传制度，汽车生产企业应定期通过溯源信息系统上传动力蓄电池回收服务网点等信息，并通过信息平台及时向社会公布有关信息。工信部、质检总局负责建立统一的溯源信息系统，会同有关部门建立信息共享机制。

2018年7月，工信部发布《新能源汽车动力电池回收利用溯源管理暂行规定》，要求建立“新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台”，规定每个责任主体企业上传可追溯性信息的主要内容、时间要求和步骤等，实现动力电池来源可查、去向可追、节点可控、责任可究。通过对动力电池进行统一编号和信息收集，追溯真实的电池来源并对各节点进行调节，能够进一步达到动力电池的可追溯性管理要求。

2018年8月1日，工信部牵头创建“新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台”，平台涵盖动力电池生产、使用、退役、回收等全生命周期的信息链，监测各环节责任主体履行动力电池溯源责任情况。此举可有效监管电池各环节责任主体的回收利用责任落实情况，对有效推动新能源汽车动力蓄电池回收利用具有重要意义。

2020年7月31日，商务部发布《报废机动车回收管理办法实施细则》，其中，第四章第二十七条要求回收企业将报废车辆的具体信息统一纳入到“新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台”系统，这标志着我国的新能源汽车动力电池回收行业向规范化发展迈出重要一步。

区块链技术

区块链概念源于2009年初诞生的比特币，作为下一代信息互联网的重要底层技术，区块链具有去中心化、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、信息加密、公开透明等特点，适用于政府监管、供应链管理、信息溯源、数字金融、电子存证、知识产权保护、能源管理等诸多领域。

2016年10月18日，工信部指导发布的《中国区块链技术和应用发展白皮书(2016)》是区块链技术的第一个官方指导文件。2016年12月27日，国务院印发《“十三五”国家信息化规划》，在“强化战略性前沿技术超前布局”方面，首次将“区块链”写入国家层面发展规划。2019年10月24日，中央政治局集体学习区块链，说明区块链被提升为国家战略，我国区块链技术应用和产业生态发展进入新阶段，市场前景广阔。下图是2016-2020年这5年期间注册的区块链企业数量走势情况，除了新冠疫情带来的负面影响之外，区块链企业在利好政策的推动下，新注册企业数量正在大幅增长。

应用于动力电池溯源管理的区块链关键技术包括：1.基于动力电池信息特点的编码技术——研究布隆过滤器算法，提高电池编码存储的空间利用率及查询效率，解决电池编码入链过程前的合法性验证效率问题;2.动力电池数据记录节点间共识技术——在动力电池的生命周期和交易数据过程中，研究拜占庭容错算法，将算法复杂度由指数级降低到多项式级，解决缺少可信的中央节点和可信任通道的各个节点间达成共识的效率问题;3.基于联盟链的电池应用分布记账技术——研究默克尔树算法，采用电池状态树、电池交易树、电池收据树技术，压缩整体的树高降低操作的复杂度，提高电池分布式记账的效率，实现电池溯源联盟链中的区块交易、交易回执等功能。

基于区块链技术的动力电池溯源管理优势

区块链既能够解决信息不对称问题，实现多个主体之间的协作信任与一致行动，又能增强数据安全性，因此是未来电池溯源数据信息管理的重要技术。区块链技术应用到动力电池全生命周期溯源管理中，可建立安全可靠的电池数据共享通道，实现动力电池溯源的精准性和可信性，减少动力电池安全事故及二次污染等现象发生，提高动力电池资源的有效综合利用。

新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台的现有数据管理模式是针对车企收集并统一上报的电池和车辆生产信息、销售、维修和退役等信息进行中心化管理。由于信息不对称存在壁垒，企业上报信息的准确性、时效性难以保证，目前动力电池溯源管理主要面临3个方面的问题：

数据收集及上报压力大

在实际工作中，车企对车辆销售及电池退役后的去向信息并不能完全掌握，导致电池全生命周期信息数据部分缺失。同时，由于溯源环节多且来源复杂，回收利用企业缺失部分电池的来历信息，导致无法上报数据。

企业数据管理工作难度大

在电池溯源链条中，各环节企业对溯源责任要求不同，需求也不相同，需要从上一环节获取数据信息并进行校验匹配。同时，溯源数据结构复杂，体量庞大，需要企业投入大量人力、物力进行处理，导致部分环节主体投机取巧，瞒报、漏报相关信息。

信息安全管控难度大

电池从生产到退役时间跨度长，涉及企业众多，数据收集通道繁杂，导致数据结构分散，增加了数据审核及校对难度，不利于数据的加密及防篡改管控。

新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台在建立电池溯源区块链平台之后，能够给车企、电池企业、后端的电池回收利用企业带来诸多便利，提高数据管理效率，解决信息安全与企业互信问题。电池生产企业、汽车生产企业、售后服务企业、回收企业、再生利用企业等各环节企业只需将信息通过各自节点上报，并在链上进行电池信息匹配即可。

区块链溯源技术应用情况

2019年11月，沃尔沃汽车与中国宁德时代、韩国LG化学这两家全球电池供应商，以及全球知名的区块链技术公司达成协议，开始确保电池中钴材料的可追溯性，由此沃尔沃成为首家采用区块链技术在全球追溯动力电池钴材料的汽车制造商。据悉，区块链中的数据将包括钴的来源、重量和大小等属性、保管链以及确定参与者行为符合OECD(经济合作与发展组织)供应链准则的信息，该区块链技术有助于在供应链参与者之间建立信任。

2021年1月，蜂巢能源科技有限公司与华为技术有限公司举行签约仪式，双方将打造全家首家新能源电池区块链5G平台。“蜂云”平台是一个针对全电池生命周期的大数据管理平台，对新能源二手车残值评估和动力电池梯次利用有较高的应用价值。

目前，北京理工新源信息科技有限公司已完成汽车企业溯源区块链平台系统、电池厂溯源区块链平台系统、售后溯源区块链平台系统V1.0版本的开发与试运行工作。该区块链平台在数据传输、数据管理等方面具有优势，能够减轻数据收集及上报压力，得到了奇瑞汽车、枫盛汽车、吉利商用车、宁德时代、合肥国轩等重点试运行企业的认可和支持。

展望

2021年1月，新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台召开区块链溯源研讨会，十几家电池企业、汽车生产企业、换电企业参加会议，企业对于将区块链技术应用到电池溯源管理工作表明支持态度。鉴于区块链溯源的技术优势和当前试用的良好效果，初期区块链溯源技术可在部分企业先行示范，后续将逐步在行业其他企业进行推广，未来有望在政府的引导下，推动区块链溯源技术在电池溯源管理工作中的深化应用。