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从新能源汽车电池的一致性看中国智能制造

发布时间:2016-05-11 浏览次数:1692

今年伊始,关于支持和大力发展我国新能源汽车产业的呼声就从未间断。2月24日李克强主持召开国务院常务会议,确定从动力电池、充电基础设施等5方面进一步支持我国新能源汽车产业发展,并加大对动力电池数字化制造成套装备的支持。两会期间,有关新能源行业发展的话题也受到代表、委员们的热议。有数据显示,2015年我国新能源汽车产量达37.9万辆,伴随其爆发式增长,中国已发展成为全球第一大新能源汽车市场。可以说,新能源行业的发展问题正受到全社会的共同关注,甚至是我国政策关注的焦点问题。

那么,如何推动新能源汽车产业从"量"到"质"飞跃,进而推动我国新能源汽车产业迈向中高端?众所周知,动力电池是新能源汽车的核心零部件,直接决定整车性能,动力电池作为提供新能源汽车动力的来源,首当其冲要实现技术上的革命性突破,然而,电池间的一致性是目前难以解决的一个技术难题。


一致性的解决之道

电池组一致性的问题一直困扰着国内外从事电动车研发的相关企业,因为只有控制好动力电池的原材料、生产过程和出厂检验,才能有效提高电池组的一致性。另外,电池管理系统以及与其它驱动控制系统的最佳搭配也会对电池组一致性地提高有所帮助。在我国,由于整个产业链受到发展水平的制约,使得原材料品质的一致性、关键材料性能水平、制造装备水平以及电池的综合指标等方面与国外存在一定差距。

目前,想要解决动力电池一致性的问题,最关键因素有两点:其一,在来料保持一致性的情况下,通过使用自动化程度高的先进智能装备,从生产环节上进行控制,保证电池在每个制造节点上的一致性。其二,提升PACK工艺水平。

国际间的工艺差距

2015年初,中国电动车百人会在《动力电池相关问题研究》报告中指出,我国电池行业生产企业数量多、规模小,在技术创新能力、盈利能力上与国外的动力电池企业相比差距很大。此外,行业还存在产品一致性差,产业标准规范体系需要完善,缺乏行业规范、技术要求等难题。

目前,我国在册的电池厂就达百家以上,但符合乘用车标准的屈指可数。"激光焊接在动力电池行业的应用解密系列之二量产框架下智能制造文章指出,动力电池行业强劲增长产能不足现象凸显,很大一部分原因在于新能源汽车整车生产发展快,使得动力电池整个产业链没有反应过来",从而在一定程度上造成了电池的稀缺。

虽然,国内新能源汽车生产企业所需的单体电池大多采购于国内市场,但PACK成组后其电池的一致性问题较为突出。车企负责人普遍反映,"国内与国外企业生产的单体电芯在性能、充放电次数等指标上相差不多,甚至在某些性能指标上还略好一些。但成组打包后,国外电池的一致性反而更好,究其原因,制造方式便是其中的关键。

资料显示,国外电池厂全部动力电池的生产控制点有近千个,而国内企业均无法达到如此严格的质量控制水平,一般是也就几十个控制点。另外,与国外电池厂相比,国内电池企业的智能自动化水平也有待提高。目前,我国动力电池制造过程仍然以半自动化的生产方式为主,人为因素介入的制造环节太多,这势必存在诸多质量隐患,而且,我国电池企业往往是生产出成品后再检测质量,而国外早已在生产过程中实现了每一步地自动化检测,不但避免了成品率低,也避免了物料的浪费,从而大量节约了成本。

智能自动化是趋势

去年5月,国务院公布中国版的"工业4.0"战略规划《中国制造2025》。同时,各地政府也出台了系列配套政策,拉开实施国家制造强国战略的序幕。工业4.0的核心是智能化制造,虽然与欧美企业相比,国内大部分企业还是相差甚远,但是,有一个行业我们并不落后,那就是新能源汽车行业。

新能源电动汽车对动力电池的安全性要求十分苛刻,使得动力电池企业必须转型升级,否则其马太效应将会越来越明显。现如今,传统的制造工艺已经难以满足电池对一致性的要求,取而代之的将会是现代化的全智能自动化产线和流水线作业。

2015年,武汉逸飞激光设备有限公司推出了"国内首条圆柱动力电池智能自动化产线".这套产线为全模块化设计,全过程检测整线自动化,能一次性完成汇流盘焊接、包胶、入壳、极耳焊接、合盖、壳盖预顶焊、壳盖密封焊等7大工艺、27道自动化分解步骤,全产线装卸料和巡视只需配备3人/班次。这让我们惊喜的看到,国产设备自动化程度和精度已越来越高,中国制造正在高速迎头赶上国际高端制造业。

智能制造成就未来

未来3年,电动汽车必将成为国内锂电行业发展最大的增长引擎。集高柔性、智能化、自动化、信息化于一体的生产线将会是未来支撑"中国制造"走向世界的有力保障,具有高精度、高稳定性、高效的设备仍是今后几年的发展重点。随着国内动力电池市场的进一步打开,高柔性智能自动化设备的优势将会进一步得到发挥。

       在工业4.0和中国制造2025的大背景下,一方面,锂电设备企业光靠单机设备、分散订单的发展模式已很难满足动力电池市场的高质量要求,另一方面,电池生产企业

    只有瞄准高精度、全自动化、智能化的产线制造方式,才能成就"中国制造"的未来。在这个科技发展日新月异的新时代,睿智的企业家们已不再低着头不问前路,而是积

    极地在探索一条"中国智造"的创新发展之路。


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