动力电池回收迎最强风口!新能源车产业新蓝海爆发
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一、锂电MES生产管控
MES系统从锂电上游厂家来料管理将接入数字化管理,实现如电芯、线束、扁管、箱体、BMS监控板的批次化管理。
MES系统在生产过程中,首先对单体电芯进行如电压、电阻、分容等项目进行严格的在线测试,实现MES系统与电芯检测设备联机,实时记录与反馈检测情况。
电芯成组过程中会将多颗单体电芯串联合并成为一个模组,此时,MES系统根据装配工艺要求,将所有单体电芯的编码关联到一个模组上,形成编码对应关联,随之MES系统自动生成并打印模组条码,将条码赋予模组上。
模组装配过程,MES系统将对该模组使用的物料进行防错、绑定、工艺控制等,该模组上所使用的线束、极片等关键物料编码与模组码绑定。模组装配完成后MES系统对模组进行压差、温度、湿度等项目在线测试。
PACK总装中MES系统把多个模组合并单一个箱体中,同样会对模组码、BMS监控板等关键物料码实时记录,同时在装配过程中还会严格监控螺丝扭力。
PACK装配完成后会通过各种测试来检验PACK整个锂电池包的质量,如绝缘耐压测试、电性能测试、气密测试、EOL测试等,MES系统与当前这些检测设备联机,实时控制与读取检测状态及检测数据。
所有装配与检验测试完成后MES系统生成PACK条码并自动触发条码打印机打印条码,此时一个完整的锂电池成品制造完成并正式下线。
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二、总结
综述所述,我们可以看出MES系统在整个锂电生产过程中的重要地位与MES系统对锂电生产过程的渗透能力。MES系统结合TS16949标准,在锂电生产中强调的是生产精细化管理与数字化控制,在生产过程中以可视化方式呈现出各项关键数据,MES系统将实现锂电池从物料批次、过程工艺、质量控制,销售发货、市场应用等多个维度进行数字化管理,提高生产效率、提高产品质量、实现全程可追溯。以上我们只是象征性地介绍了一下MES系统,在锂电池后段PACK生产过程中的核心管理业务。
合肥迈斯软件专注于制造业的IT信息化建设,MOM系统、MES系统、WMS系统、质量管理系统、电子看板、车间物流系统、工时管理系统、生产调度系统等。
动力不属于新能源,储能电池属于新能源。动力电池即为工具提供动力来源的电源,多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车、无人机提供动力的蓄电池。储能蓄电池主要是指使用于太阳能发电设备和风力发电设备以及可再生能源储蓄能源用的蓄电池。
他强调,新能源 汽车 要求动力电池具有高能量密度、高功率密度、高安全等特性,先进动力电池技术的创新对新能源 汽车 的发展至关重要。
肖成伟表示,“未来,刀片电池技术、CTP(Cell To Pack)和大模组技术、无钴电池技术、锂离子电池干法工艺技术是当前的几个技术创新热点。”在这场精彩纷呈的主题峰会上,来自学界和业界的专家对这些技术创新点进行了细致、深入的分享,为线上线下的观众奉上了一场动力电池新技术的思想盛宴。
2019年,全球主要国家新能源 汽车 销量超过210万辆,中国销量达到120.6万辆,占中国新车销售比例达4.68%。截至2019年底,全球新能源 汽车 累计销量突破720万辆,中国占比50%以上。
中国新能源 汽车 的市场目标是:2020年销量达到500万车辆,2025年达到3000万辆,2030年达到7500万辆,2035年达到12000一14000万辆。
新能源 汽车 蓬勃的市场发展也对动力电池提出了更高的要求,如何实现高能量密度、高功率密度和高安全性是学界和业界着力 探索 的方向。
“在国家的支持下,动力电池能量密度的指标逐年提升。高比动力电池是国家支持研究的重点方向,技术与产业化进展都很快,已经实现产业化电池的体系。”肖成伟说。
谈及动力电池技术的进展与趋势,他介绍,中国锂离子动力电池技术路线的变化趋势呈现混合动力和纯电动 汽车 领域应用并重,纯电驱动 汽车 领域应用为主,兼顾混合动力 汽车 领域。300Wh/kg高比能锂离子电池成为当前产业化热点。
“未来,需要重视能量密度、功率密度、安全、循环耐久和成本之间的平衡,智能制造和数字化工厂设计,动力电池系统的设计开发及产业化水平,标准化(单体、模块及系统)及全生命周期的测试验证(尤其是安全可靠性),新材料及新体系电池前瞻技术的研发(固态电池、锂硫、锂空气电池盒锂离子电池等)等五大方面的问题。”肖成伟说。
上海大学教授张久俊介绍,目前锂离子电池的应用广泛,主要有车用锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池三种类型。“就锂离子电池在 汽车 领域的应用来说,目前我们强调续航里程要达到400公里,到2030年就要达到700公里。未来还需要进一步的增加能量密度、功率密度和寿命,提高安全性。”张久俊说。
中科院物理研究所研究员黄学杰就动力电池无钴正极材料的技术研究做了分享,他介绍,第一代无钴材料是锰酸锂,第二代无钴材料是碳酸铁锂,目前主要是锂、镍、钴三元电池。随着材料技术进步,大家正在不断努力降低钴的含量,目前可以做到钴占10%,今后可能降至5%,接着降至3%。
厦门大学特聘教授董全峰认为,未来 社会 能源支持系统需要可再生能源和高效电化学储能的结合。先进动力电池的发展目标是构建高比能量和高比功率的新型电化学储能系统。
“电化学储能途径一般有两种,一类是典型的氧化还原反应(传统电池),再一类是界面上的电荷的存储和释放的过程(超级电容器)。我们团队提出了一个新的模型,经过对材料的表面调控,能够实现既具有高的表面面积,表面上又具有和大量离子电化学吸附的能力,填补前两类的空白。”董全峰说。
宁德时代新能源 科技 股份有限公司研发联席总裁梁成都认为,以CTP为代表的动力电池系统高效成组技术是未来创新趋势。其优点众多,零件数量降低40%,能量密度增加10%-15%,同时,寿命延长10%,成本降低10%,产品系统也可靠安全。
比亚迪股份有限公司深圳开发中心副总监鲁志佩介绍了比亚迪在高集成刀片动力电池方面的技术创新。他提到,刀片电池可使零部件数量减少40%,VCTP增加50%,整个电池系统成本下降30%。“我们在刀片电池上投入了大量的研发,期望实现更高的集成效率、更高能量密度,让刀片电池具有更大的竞争力。2025年预期可以达到73%的集成效率,体积能量密度达到300Wh/kg。”他说。
2022年2月7日,远景动力电池制造基地二期项目在江苏无锡开工。无锡市委书记杜小刚,市委常委、江阴市委书记许峰,远景科技集团CEO张雷等一行出席了开工仪式。
据悉,远景动力电池制造基地二期项目将生产最新一代高品质动力电池产品,规划产能超15GWh,于2023年建成投产。
张雷在现场致辞中表示:“远景动力电池制造基地二期项目意义非凡。这里生产的产品会销往全球,满足包括德国、英国、法国、日本等国头部汽车主机厂商的动力电池需求。同时将成为远景最先进的标杆工厂,向全球复制。二期项目既承载着远景进一步全球化发展的希望,也是基础。”
(无锡远景动力电池制造基地二期项目效果图)
作为最国际化的电池科技领军企业之一,远景动力已在中国、日本、美国、法国、英国布局了7大生产基地和多个研发与工程中心, 预计到2025年全球产能超过200GWh。2021年6月,远景成为雷诺全面电动化战略伙伴,同时在杜埃建设法国第一座数字化、绿色的动力电池超级工厂。同年7月,远景和日产深化战略合作,在英国创建世界首个集汽车生产、电池制造、智能电网、可再生能源电力系统的零碳新工业区。
远景动力电池制造基地位于无锡“远景绿色科技产业园”内,一期项目已于2021年实现量产。电池制造基地连同远景智能风机制造中心等新能源产业布局,形成了“能源+交通”两大千亿级绿色科技产业链,协同引领零碳新工业革命。
除无锡外,远景还正在全球首个零碳产业园“远景鄂尔多斯零碳产业园”内建设20GWh的储能及动力电池产能以及产业链生态项目,每年将为超过3万台电动重卡提供动力电池,并提供超10GWh的储能电池产品。远景鄂尔多斯零碳产业园集成了可再生能源、动力电池与储能、电动重卡、电池材料等上下游业链,依托覆盖风电、光伏、储能、氢能、碳管理、电力交易等领域的系统解决方案,实现产业园区的零碳闭环。
关于远景动力
远景动力(Envision AESC)隶属于远景科技集团(Envision Group)。远景科技集团是全球领先绿色科技公司,旗下拥有智能风电和智慧储能系统技术公司远景能源、智能电池企业远景动力、开发全球领先智能物联操作系统的远景智能、管理远景-红杉百亿碳中和基金的远景资本,以及远景电动方程式车队,并在美国、欧洲和亚洲等地设立多个全球创新研发中心。2021年,远景荣登《财富》杂志“改变世界的公司”全球榜单第二位。2019年,远景荣登权威机构《麻省理工科技评论》“全球50家最聪明公司”榜单前十。
远景动力是全球领先的智能电池科技公司,致力于动力电池系统、储能电池系统的研发、设计、制造及销售,在日本、美国、英国、中国及法国设有7大生产基地,拥有来自海内外2500名优秀员工。在过去15年,远景动力已经为44个国家的60多万辆电动汽车提供电池产品,迄今为止从未发生任何一起重大事故。2021年6月,远景动力再次被英国知名锂离子电池供应链研究机构Benchmark评为“全球一级电池制造商”。
远景动力始终以科技创新为驱动,以高品质为核心,大力投入新一代产品开发,携手战略伙伴,持续提升产品、工艺、质量、制造、商业模式等领域的领先优势,以最高效率为客户提供高性能、高安全、高性价比的卓越产品。远景动力还将充分利用远景科技集团在可再生能源、储能、智能物联、数字化、碳管理等领先技术,助力全球零碳转型。
【太平洋汽车网】新能源汽车动力电池输出是直流电,动力锂电池用于新能源电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动设备及工具驱动电源的电池;用于输变电站、为动力机组提供合闸电流;储能锂电池包主要应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源电站、调峰调频电力辅助服务、数码类产品、动力产品、医疗和安防、和UPS电源上等。
储能锂电池:储能主要是指电能的储存。储能锂电池主要是指使用于太阳能发电设备和风力发电设备以及可再生能源储蓄能源用的锂电池包。
动力锂电池:动力电池是指具有较大电能容量和输出功率,动力电池即为工具提供动力来源的电源,多指为新能源电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的锂电池,新能源汽车的动力来源一般主要是以动力电池为主。
储能锂电池包和新能源动力锂电池有什么区别?
1电池容量不同在都是新电池的情况下,用放电仪测试电池容量,一般动力锂电池的容量在1000-1500mAh左右;储能锂电池包的容量在2000mAh以上,有的能到3400mAh。
2应用行业不同动力锂电池用于新能源电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动设备及工具驱动电源的电池;用于输变电站、为动力机组提供合闸电流;储能锂电池包主要应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源电站、调峰调频电力辅助服务、数码类产品、动力产品、医疗和安防、和UPS电源上等。
3电池管理系统BMS位置不同在储能系统中,储能锂电池在高压上只与储能变流器发生交互,变流器从交流电网取电,给电池组充电;或者电池组给变流器供电,电能通过变流器转换成交流发送到交流电网上去;电动汽车的BMS,在高压上,与电动机和充电机都有能量交换关系;在通讯方面,与充电机在充电过程中有信息交互,在全部应用过程中,与整车控制器有最为详尽的信息交互。
4采用的电芯种类不同储能锂电池储能电站出于安全性及经济性考虑,选择锂电池包的时候,往往选用磷酸铁锂电池,更有的储能电站使用铅酸电池、铅碳电池;动力锂电池电动汽车目前的主流电池类型是磷酸铁锂电池和三元锂电池。
5性能和设计不一样动力锂电池更侧重于充放电功率等方面,要求充电速率快、输出功率高、耐震动,尤其强调较高的安全性和高能量密度以达到持久续航能力,还有重量体积方面的轻量要求;储能锂电池的制备强调电池容量,尤其要求运行稳定性和使用寿命,多考虑电池模块一致性,电池材料方面就要关注膨胀率和能量密度、电极材料性能均匀性等方面,以追求整体储能设备的长寿命和低成本。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
1、动力电池、储能蓄电池和电动工具电池的区别是:动力电池主要用于能量存储,容量要求大,寿命要求长,是自放电低的。电动工具电池的容量不大,且不需要提供大功率输出;而储能蓄电池主要是提供动力用,要求能够输出高功率。
2、储能蓄电池主要是指使用于太阳能发电设备和风力发电设备以及可再生能源储蓄能源用的蓄电池。
3、在大多数离网光伏系统中,光伏电池(太阳能板)阵列布置所产生的电压、电流不可能和负载(用电器)完全一致。特别当自然条件的变化,阴天、雨天、晚上光照强度变化,光伏电池不能提供满载的能量,结果给用电器(负载)正常使用带来困难.有了蓄电池进行储能,并能调节其能量代谢,光伏系统配储能装置,就能满意地平稳地为电器提供所需电能。因此用蓄电池给光伏系统储能非常必要。
4、动力电池即为工具提供动力来源的电源,多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。其主要区别于用于汽车发动机起动的起动电池。 多采用阀口密封式铅酸蓄电池、敞口式管式铅酸蓄电池以及磷酸铁锂蓄电池。
5、动力电池的测试与评估在纯电动汽车产业的发展过程中至关重要,尤其是如何测试与评估动力电池组的性能。前国内外在该领域的研究刚刚起步,尚有很多问题需要解决,具体来说,包括以下几方面。
【太平洋汽车网】新能源汽车是指传统能源之外的各种能源形式,一般为在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
随着中国新能源汽车产业链的成熟,上、下游协同合作能力加强,新能源汽车生产工艺将获得改善和提高。同时,智能化工厂的建设将有效提高新能源汽车的生产效率。
新能源汽车可分为纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车三类,其中纯电动汽车与插电式混合动力汽车是中国市场上最常见的新能源汽车类型。
纯电动汽车是指驱动能力完全由电能提供、由电机驱动的汽车。电机的驱动电能来源于车载可充电储能系统或其他能量储存装置。插电式混合动力汽车是指能够至少从可消耗燃料和可再充电能(能量储存装置)两类车载储存的能量中获得动力的汽车。
插电式混合动力汽车车身上同时装有发动机与电动机,车身除装有汽油加注口外,还配备了外接电源接口可为电池充电。燃料电池汽车是指以燃料电池系统作为单一动力源或以燃料电池系统与可充电储能系统作为混合动力源的电动汽车,当前的燃料电池汽车主要以氢气为动力来源。
02中国新能源汽车产业链中国新能源汽车产业链的上游为矿产资源行业。新能源汽车核心零部件生产所需的基础原材料包括锂、铜、锰、钴、镍、石墨、稀土以及其他矿石原料。
动力电池的基础材料部件包括正极材料、负极材料、电解液以及隔膜。中国动力电池主要以锂电池为主,车用动力电池包括磷酸铁锂电池、三元材料电池、锰酸锂电池、钴酸锂、钛酸锂电池等类型。磷酸铁锂与镍钴锰三元材料是应用最广的电池正极材料,两者在乘用车领域的装机总量已超过95%。
中国新能源汽车产业链的中游为核心零部件行业,新能源汽车的核心零部件主要包括动力电池、驱动电机及电控系统。近年来,中国动力电池行业实现了飞跃式发展,新能源汽车对动力电池的需求量巨大,以宁德时代新能源科技有限公司、比亚迪为代表的动力电池企业占据较大优势,其中,宁德时代在锂电池市场的占有率超过80%,拥有市场垄断优势。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)