動力電池智能制造技術(shù)全面解析

1、動力電池智能制造技術(shù)內(nèi)容來源網(wǎng)絡(luò)，由“深圳機械展（1111 萬 itfitf,1100,1100 多家展商，超 1010 萬觀眾）”收集整理！更多 cnccnc 加工中心、車銃磨鉆床、線切割、數(shù)控刀具工具、工業(yè)機器人、非標(biāo)自動化、數(shù)字化無人工廠、精密測量、數(shù)控系統(tǒng)、3D3D 打印、激光切割、鉞金沖壓折彎、精密零件加工等展示，就在深圳機械展.IMIM 能源汽車動力電池的智能制造我國已成為名副其實的全球最大的新能源汽車市場。動力電池作為最為核心的關(guān)鍵零部件，它的相關(guān)技術(shù)必須與電動汽車的發(fā)展相適應(yīng)。新能源汽車能走多遠，最終取決于動力電池能走多遠。綜合各類電池的技術(shù)優(yōu)勢及發(fā)展趨勢，鋰離子電池在混合動力

2、汽車、插電式混合動力汽車和純電動汽車領(lǐng)域，將會有越來越廣泛的應(yīng)用。該類電池技術(shù)對新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意義重大。當(dāng)前國內(nèi)生產(chǎn)動力電池的企業(yè)約有上百家，但由于自動化程度低，不少企業(yè)呈現(xiàn)出生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品良品率低和運營信息互聯(lián)互通效率低的“三低”特點。這使得動力電池在技術(shù)以及一致性問題上一直很難有實質(zhì)性突破，嚴(yán)重影響了動力電池的整體性能，也制約了我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?；诖?，動力電池的智能制造應(yīng)運而生。什么是動力電池的智能制造？它是指，動力電池生產(chǎn)智能工廠綜合運用 ERPERP 系統(tǒng)、MESMES 系統(tǒng)等軟件，并實現(xiàn)全周期生產(chǎn)的可視化、自動化、智能化。未來，包括動力電池在內(nèi)的新能源汽車制造，未來

3、必然走向大規(guī)模和智能化，呈現(xiàn)高精度、高速度和高可靠性的“三高”特點。而以無人化、可視化和信息化為代表的“三化”是實現(xiàn)“三高”的利器，亦是智能制造的范疇。力電池工藝裝備智能制造技術(shù)的發(fā)展水平作為動力電池制造環(huán)節(jié)必需的工具，動力電池生產(chǎn)工藝裝備對動力電池規(guī)?；a(chǎn)條件下的技術(shù)發(fā)展起著極為關(guān)鍵的作用，近年來動力電池裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭迅猛。結(jié)合動力電池生產(chǎn)工藝流程，我們將從動力電池電芯生產(chǎn)的前、中、后各段工序以及電池組模組及系統(tǒng)裝配工序?qū)恿﹄姵匮b備產(chǎn)業(yè)的智能制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進行分析。1 1 .動力電池電芯生產(chǎn)前段工序的技術(shù)水平作為動力電池整條產(chǎn)線最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，生產(chǎn)前段工序?qū)恿﹄姵禺a(chǎn)品品質(zhì)一致性和性

4、能穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響。動力電池電芯生產(chǎn)前段工序是指實現(xiàn)鋰離子動力電池從原材料輸送到模切的極片加工成型的過程。自動加料系統(tǒng)、攪拌機、涂布機、輻壓機和模切機等是動力電池制造過程的核心工藝裝備。由于前段工藝裝備對動力電池性能影響較大，各項技術(shù)指標(biāo)要求高，且設(shè)備技術(shù)復(fù)雜程度高，前幾年國產(chǎn)裝備技術(shù)相對較為落后，在效率、精度、穩(wěn)定性等方面與國外還存在一定差距，尤其是涂布機。近年來隨著行業(yè)技術(shù)日趨成熟，國內(nèi)裝備行業(yè)快速發(fā)展，自動加料系統(tǒng)、大容積自動攪拌機、高速涂布機、高速模切機等高端設(shè)備逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化，并在實際應(yīng)用中產(chǎn)生了較好效果。表 1.1.國內(nèi)電池電芯前段工序設(shè)備情況2 2 . .動力電池電芯生產(chǎn)中段工

5、序的技術(shù)水平傳統(tǒng)工藝主要以手工作業(yè)和單機自動化為主，近年來隨著大規(guī)模生產(chǎn)對生產(chǎn)效率和過程控制的要求，動力電池生產(chǎn)中段裝配工序已逐步實現(xiàn)整線自動化控制。通過對自動化工作站、上下料機構(gòu)、自動傳輸機構(gòu)、多軸機器人等部件的連接整合，采用高精度傳感器技術(shù)實現(xiàn)對過程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的自動采集、監(jiān)控和反饋，并結(jié)合設(shè)備MESMES 系統(tǒng)的應(yīng)用，實現(xiàn)動力電池中段工序智能化生產(chǎn)。表 2.2.國內(nèi)電池電芯中段工序設(shè)備情況3 3 . .動力電池電芯生產(chǎn)后段工序的技術(shù)水平由于后段設(shè)備國內(nèi)外差距較小，動力電池企業(yè)制造設(shè)備裝配中國產(chǎn)化程度極高。在大規(guī)模化生產(chǎn)中，堆垛式化成分容系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛。堆垛式化成分容系統(tǒng)通過對充放電設(shè)備自

6、動化設(shè)計、堆垛機和自動物流系統(tǒng)，實現(xiàn)設(shè)備國產(chǎn)率已超過 90%90%。國內(nèi)如珠海泰坦、深圳藍奇和杭州杭可等充放電檢測設(shè)備廠家把自動化物流系統(tǒng)疊加進動力電池生產(chǎn)過程中(包括自動化的立體倉庫、分揀機器人以及控制系統(tǒng))，并結(jié)合自身在電源控制技術(shù)方面的優(yōu)勢，打造動力電池智能化化成、分容檢測系統(tǒng)。自動物流方面，國內(nèi)的無錫中鼎、上海永乾等企業(yè)通過對物流運輸過程高度集成和智能控制，已實現(xiàn)物流系統(tǒng)的全自動化和智能化控制。表 3.3.國內(nèi)電池電芯后段工序設(shè)備情況4 4 . .動力電池模組及系統(tǒng)裝配工序的技術(shù)水平動力電池模組通過對電芯自動篩選、自動成組、自動裝配、自動焊接和自動檢測等先進自動化裝配技術(shù)，結(jié)合在線檢測

7、和設(shè)備層 MESMES 系統(tǒng)的應(yīng)用，完成動力模組裝配和系統(tǒng)裝配的智能化制造。國內(nèi)部分先進智能裝備企業(yè)，經(jīng)過近幾年在動力電池領(lǐng)域自動化、數(shù)字化生產(chǎn)裝備方面的應(yīng)用實踐，在模組裝配、系統(tǒng)裝配和在線檢測等方面的智能制造水平逐步提升，已逐步滿足國內(nèi)動力電池智能制造需求。5 5 .動力電池行業(yè) MESMES 系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展MES(ManufacturingExecutionSystem)MES(ManufacturingExecutionSystem)即制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)，是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。MESMES 可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計劃排程管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、數(shù)

8、據(jù)集成分解等管理模塊，為企業(yè)打造一個扎實、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺。中國制造 20252025 戰(zhàn)略的主線是信息化與工業(yè)化的“兩化”融合，其前提就是企業(yè)必須實現(xiàn)工廠管理的數(shù)字化，而數(shù)字化的核心就是 MESMES 系統(tǒng)。因此，MESMES 在動力電池產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)智能制造的過程中起著尤為關(guān)鍵的作用。近年來，隨著動力電池產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展，MESMES 系統(tǒng)應(yīng)用需求越來越旺盛。國內(nèi)部分具有較大規(guī)模的動力電池企業(yè)已開始導(dǎo)入應(yīng)用 MESMES 系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的數(shù)字化管理。近兩年，國內(nèi)具有動力電池行業(yè) MESMES 系統(tǒng)開發(fā)能力并開始應(yīng)用的廠家不斷涌現(xiàn)，為實現(xiàn)動力電池智能制造過程奠定良好基礎(chǔ)。|極

9、力電池行業(yè)智能制造技術(shù)存在的主要問題20172017 年，動力電池產(chǎn)業(yè)從以前的零星手工或半自動生產(chǎn)模式過渡到了大規(guī)模工業(yè)化制造階段。動力電池行業(yè)進入大規(guī)模工業(yè)化制造階段是一個歷史性進步，但仍然存在一些問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是產(chǎn)品目標(biāo)不明確。盡管動力電池產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了以 2614826148 系列和 2170021700 系列等為代表的產(chǎn)品，產(chǎn)品逐步實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)備逐步形成模塊化，但是行業(yè)內(nèi)產(chǎn)品種類的分散程度仍然比較高。這勢必降低電芯及系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化程度，從而影響產(chǎn)線的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)?；l(fā)展。二是與動力電池配套的工藝裝備企業(yè)技術(shù)積淀偏弱，整體裝備能力配置不足。由于動力電池行業(yè)發(fā)展起步較晚，其裝備

10、行業(yè)發(fā)展的時間還不夠長，積累不夠多，導(dǎo)致技術(shù)水平與國外企業(yè)還是存在較大差異，行業(yè)內(nèi)工藝裝備企業(yè)小而散的局面仍然存在。三是工藝技術(shù)與裝備技術(shù)融合不夠。由于動力電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)技術(shù)的保密性，導(dǎo)致了動力電池行業(yè)與電池裝備行業(yè)之間缺乏充分的溝通，無法實現(xiàn)工藝技術(shù)與裝備技術(shù)的快速融合，從而一定程度阻礙了動力電池設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。四是生產(chǎn)過程中的數(shù)字化管控能力較弱。盡管在智能制造的推動下，電池企業(yè)對制造過程 CPKCPK（過程能力指數(shù)）的理念越來越重視，部分企業(yè)雖然也采用 MESMES 系統(tǒng)，但其功能僅僅停留在數(shù)據(jù)采集上，從數(shù)據(jù)分析、防錯防呆、故障預(yù)警和自我診斷等方面的功能拓展仍顯不足。未來發(fā)展趨勢一是隨著新能

11、源汽車和動力電池的加速發(fā)展，預(yù)期工藝裝備行業(yè)和動力電池行業(yè)一樣，將迎來行業(yè)的洗牌，行業(yè)的集中度將進一步提升，能夠與下游產(chǎn)業(yè)形成密切合作的企業(yè)將會有更大的優(yōu)勢。二是電池產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和聚集程度會在近期進一步明確，在產(chǎn)品技術(shù)上標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的產(chǎn)品，推出的速度會越來越快。電池目標(biāo)產(chǎn)品的明確，將會使電池裝備的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化水平會進一步得到提升；而隨著設(shè)備集中度的提高，設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、可靠性和性價比有望得到進一步提升。三是整個裝備的智能制造管控和全線自動化聯(lián)線將會成為一種趨勢，得到快速發(fā)展。企業(yè)將會越來越關(guān)注動力電池生產(chǎn)制造過程的管控能力，要求動力電池制造核心工序能力指數(shù)必須達到 CPKCPK。MESMES 系統(tǒng)作為生產(chǎn)過程數(shù)字化管