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從新能源汽車電池的一致性看中國智能制造

發布時間:2016-05-11 瀏覽次數:1954

今年伊始,關于支持和大力發展我國新能源汽車產業的呼聲就從未間斷。2月24日李克強主持召開國務院常務會議,確定從動力電池、充電基礎設施等5方面進一步支持我國新能源汽車產業發展,并加大對動力電池數字化制造成套裝備的支持。兩會期間,有關新能源行業發展的話題也受到代表、委員們的熱議。有數據顯示,2015年我國新能源汽車產量達37.9萬輛,伴隨其爆發式增長,中國已發展成為全球第一大新能源汽車市場。可以說,新能源行業的發展問題正受到全社會的共同關注,甚至是我國政策關注的焦點問題。

那么,如何推動新能源汽車產業從"量"到"質"飛躍,進而推動我國新能源汽車產業邁向中高端?眾所周知,動力電池是新能源汽車的核心零部件,直接決定整車性能,動力電池作為提供新能源汽車動力的來源,首當其沖要實現技術上的革命性突破,然而,電池間的一致性是目前難以解決的一個技術難題。


一致性的解決之道

電池組一致性的問題一直困擾著國內外從事電動車研發的相關企業,因為只有控制好動力電池的原材料、生產過程和出廠檢驗,才能有效提高電池組的一致性。另外,電池管理系統以及與其它驅動控制系統的最佳搭配也會對電池組一致性地提高有所幫助。在我國,由于整個產業鏈受到發展水平的制約,使得原材料品質的一致性、關鍵材料性能水平、制造裝備水平以及電池的綜合指標等方面與國外存在一定差距。

目前,想要解決動力電池一致性的問題,最關鍵因素有兩點:其一,在來料保持一致性的情況下,通過使用自動化程度高的先進智能裝備,從生產環節上進行控制,保證電池在每個制造節點上的一致性。其二,提升PACK工藝水平。

國際間的工藝差距

2015年初,中國電動車百人會在《動力電池相關問題研究》報告中指出,我國電池行業生產企業數量多、規模小,在技術創新能力、盈利能力上與國外的動力電池企業相比差距很大。此外,行業還存在產品一致性差,產業標準規范體系需要完善,缺乏行業規范、技術要求等難題。

目前,我國在冊的電池廠就達百家以上,但符合乘用車標準的屈指可數。"激光焊接在動力電池行業的應用解密系列之二量產框架下智能制造文章指出,動力電池行業強勁增長產能不足現象凸顯,很大一部分原因在于新能源汽車整車生產發展快,使得動力電池整個產業鏈沒有反應過來",從而在一定程度上造成了電池的稀缺。

雖然,國內新能源汽車生產企業所需的單體電池大多采購于國內市場,但PACK成組后其電池的一致性問題較為突出。車企負責人普遍反映,"國內與國外企業生產的單體電芯在性能、充放電次數等指標上相差不多,甚至在某些性能指標上還略好一些。但成組打包后,國外電池的一致性反而更好,究其原因,制造方式便是其中的關鍵。

資料顯示,國外電池廠全部動力電池的生產控制點有近千個,而國內企業均無法達到如此嚴格的質量控制水平,一般是也就幾十個控制點。另外,與國外電池廠相比,國內電池企業的智能自動化水平也有待提高。目前,我國動力電池制造過程仍然以半自動化的生產方式為主,人為因素介入的制造環節太多,這勢必存在諸多質量隱患,而且,我國電池企業往往是生產出成品后再檢測質量,而國外早已在生產過程中實現了每一步地自動化檢測,不但避免了成品率低,也避免了物料的浪費,從而大量節約了成本。

智能自動化是趨勢

去年5月,國務院公布中國版的"工業4.0"戰略規劃《中國制造2025》。同時,各地政府也出臺了系列配套政策,拉開實施國家制造強國戰略的序幕。工業4.0的核心是智能化制造,雖然與歐美企業相比,國內大部分企業還是相差甚遠,但是,有一個行業我們并不落后,那就是新能源汽車行業。

新能源電動汽車對動力電池的安全性要求十分苛刻,使得動力電池企業必須轉型升級,否則其馬太效應將會越來越明顯。現如今,傳統的制造工藝已經難以滿足電池對一致性的要求,取而代之的將會是現代化的全智能自動化產線和流水線作業。

2015年,武漢逸飛激光設備有限公司推出了"國內首條圓柱動力電池智能自動化產線".這套產線為全模塊化設計,全過程檢測整線自動化,能一次性完成匯流盤焊接、包膠、入殼、極耳焊接、合蓋、殼蓋預頂焊、殼蓋密封焊等7大工藝、27道自動化分解步驟,全產線裝卸料和巡視只需配備3人/班次。這讓我們驚喜的看到,國產設備自動化程度和精度已越來越高,中國制造正在高速迎頭趕上國際高端制造業。

智能制造成就未來

未來3年,電動汽車必將成為國內鋰電行業發展最大的增長引擎。集高柔性、智能化、自動化、信息化于一體的生產線將會是未來支撐"中國制造"走向世界的有力保障,具有高精度、高穩定性、高效的設備仍是今后幾年的發展重點。隨著國內動力電池市場的進一步打開,高柔性智能自動化設備的優勢將會進一步得到發揮。

       在工業4.0和中國制造2025的大背景下,一方面,鋰電設備企業光靠單機設備、分散訂單的發展模式已很難滿足動力電池市場的高質量要求,另一方面,電池生產企業

    只有瞄準高精度、全自動化、智能化的產線制造方式,才能成就"中國制造"的未來。在這個科技發展日新月異的新時代,睿智的企業家們已不再低著頭不問前路,而是積

    極地在探索一條"中國智造"的創新發展之路。


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