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我国动力电池生产线现状及未来发展趋势分析

来源:作者: 日期:2017/8/17 13:51:50 浏览:56

    随着新能源汽车用动力电池市场的快速扩大和储能市场的不断发展,应用领域对电池的高安全性、高一致性、高合格率和低制造成本提出了更高的要求,如果继续沿用过去半自动化、半人工的生产方式,产品将难以适应国际化竞争的需求。电池企业必须投入更多资源,通过技术创新、生产自动化和管理规范化,加快实现电池行业的智能制造。那么我国动力电池生产线将何时实现智能化?


  我国动力电池生产线现状


  动力电池属于高端制造业,需要极高的制造精度。受新能源汽车市场的正面影响,我国很多动力电池厂都引进了自动化设备,但近几年国内的自动化生产线设备和电池测试设备技术与日韩相比,整体上差距还是很大,仅在单机自动化方面有些进步,并且基本都是高价从国外引进的。


  据业内专家分析,出现这种现象的原因有很多,首先,设备制造商缺乏资金和技术,没有能力升级改造,而国内电池生产企业采购设备基本属于临时抱佛脚,不提前投入研发,只是在产能无法满足订单需求,急需扩大生产规模时采购设备,因此,基本没有时间与设备制造商共同开发适合自己的生产线;其次,电池生产企业缺乏总体设计人员,同时担心把生产工艺告诉制造商会泄露商业秘密,不愿听制造商的建议,通常只给设备使用范围,很少提设备之间的衔接要求,而设备制造商没有开发的主动权,因此也不愿对开发新技术投入太多。


  据悉,日本的电池企业为了缩短开发周期、保持在行业内的竞争力,与产业链上游的新材料企业、设备制造企业合作很紧密,通常是共同开发、共同生产。


  动力电池是一个技术、资金高度密集的行业,电池企业应学习日企的经验,加大技术、资金的投入,和产业链上游的设备制造商、材料商一起,对行业急需的共性设备进行共同开发和生产,以实现动力电池产线自动化和智能化;另外,针对我国自动化工业设备落后的现状,政府部门也应该给与资金扶持,引进关键技术设备,让企业提前研发、集中攻关和升级改造。


  今年年初,工信部联合行业内外九家企业投入5亿元资本金组建动力电池研发平台就是一个很好的尝试,应该持续大力推进。只有政府、企业甚至科研机构共同发力,才有可能实现动力电池生产线智能化的目标,并最终破解了动力电池 “一致性”的难题。


  三大途径助动力电池企业实现智能化制造


  通常来讲,动力电池厂商想要实现产品的智能化生产就要通过MES系统的实施、先进自动化设备和机器人的使用来实现。


  动力电池企业要想实现智能化制造,就要借助制造执行系统(Manufactory Executive System,简称MES)来实现实时质量监控、工艺着重参数监控、产量及质量的实时查询、生产过程的可追溯性、无纸化生产管理。


  要通过实施MES系统提高产品质量和产量,就要做到以下几点:


  对原材料数量、重量、温度等信息的管控由人工计算控制,替换为MES系统综合控制,缩减备料周期,进而缩短生产周期;


  将容易出错、缓慢的手工操作工位更换为自动化控制设备并与MES系统集成,实现电芯性能数据的自动采集,提高数据的精准度、提高产品质量;


  由原先的人工纸张记录数据方式更改为在MES系统中录入,减少纸质化数据、减少产线人员劳动力的使用,快速地展现产线生产数据和各工位不良率数据,方便品质管理人员简单、快捷地分析产品质量,并对产线和工艺进行完善和改造,并最终趋向智能化制造。


  根据一些动力电池工厂实施MES系统所达到的效果来看:


  实施MES系统后,电池生产原材料段在为CELL段备料方面实现了前后及时反馈机制,能够节省约50%的备料时间,且对于电芯或电池来说,通过MES系统的综合追溯功能,可以做到有源(材料)可溯。


  电池生产线自动化设备和机器人的使用,给工厂节省了80%的劳动力;在整个CELL段和PACK段,生产周期也缩减了30%以上;PACK之后成品电池的质量得到了大幅提升,不良率降低了约10个百分点,使整个生产更趋于智能化。


  所以,智能化得生产线不仅能够提高动力电池的产品质量和产量,为企业节约成本和生产周期,还能最终破解动力电池“一致性”的难题。


  动力电池智能生产线成效初显


  目前国内最先进的智能生产线已投入使用。2015年12月,中航锂电精益三厂的全自动动力锂电池生产线试生产,使其成为国内锂电池行业唯一使用全自动生产线的企业,据中航锂电负责人王栋梁介绍,“以前30个人一天可以做48个模块;现在有了机器人,10个人一天就能做260个模块,生产效率大大提升。智能生产线不仅节省了人工成本,更重要的是还减少了人工与产品的接触,减少人为因素影响,有利于电池的标准化生产。”


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