深圳沃特码公司电芯所所长许辉先生
汽车及零部件的各位领导、专家,大家上午好!
先自我介绍一下,我是来自深圳沃特码动力电池的做电信技术研发的许辉,非常高兴与大家加强交流合作。昨天主会场我们对汽车行业发展趋势做了一个很深入的探讨,大家基本上都形成一个共识,汽车未来会朝着电气化、自动化、智能化发展。新能源汽车核心部分之一就是电池,我们这个报告会对动力电池的发展和未来的技术做一个探讨。主要包括三个方面,一个是我们动力电池面临的问题,以及我们如何通过动力电池的智能转型,实现它的智能制造。第三个是我们的动力电池未来的技术创新。
首先看两组数据,这是中国电动汽车史上的情况,2016年以来,中国新能源汽车呈现快速发展态势,2016年已经实现产量50万台,2016年中国新能源汽车保有量已经达到100万台,占整个中国汽车总量的千分之五。第二组数据是中国动力电池的市场情况,从第一个图上可以看出动力电池的情况(如示意图)。动力电池明显快速发展得力于中国政策的大力支持,但是某些政策已经退出,补贴政策退出之后,我们动力电车如何实现自主化经营。作为一款市场化的产品,它主要就是一个性价比,如何实现它很高的性价比,才可以让它自主化经营。一个是价格,价格我们就要降低成本,另外就是性能,提高用户的使用性能。价格这块主要是由动力电池材料成本、制造成本、维护成本所决定的。这块就催促我们对动力电池做智能制造的转型升级。新能源用户的使用要求动力电池有很好的适应性,在南方、北方高低温环境,还有快速充电,以及很好的使用循环寿命,这块就要求整个动力电池做技术的创新。
下面看一下动力电池智能制造的转型升级。智能制造对动力电池的要求,要求我们达到高效率、低成本。未来动力电池产业的智能化趋势,包括整个供应链的智能化以及设备智能化、生产智能化、能源管理智能化。这里是从智能制造、信息化、自动化去整体推进动力电池。自动化是从生产自动化、检测自动化、物流自动化,最终达到降低人工成本、提高产品一致性、确保产品品质。信息化就是各种报表和信息的展示,大数据平台应用系统分析展示,最终实现智能化的管理,包括整个生产资源的ERP系统,最终实现整个动力电池的智能制造,达到我们技术升级、管理升级、决策升级。最终的作用就是降低成本,提高质量、效率、缩短生产周期。
这是我们动力电池生产自动化,首先是我们电芯制造的生产,工序与工序之间是通过人工衔接,效率非常低,而且会影响产品品质。后期我们要做到各工序的全自动一体化,通过设备与设备衔接,而不需要过多人工做转接。这个是PACK自动化,以前PACK需要半自动,现在已经实现全自动,实现PACK的组装。我们的产品测试自动化,早期测试产品的托运、测试设备的接插,数据的处理都是靠人工来处理,工作量非常大,而且容易出错。我们实现全自动的测试,全部都是靠设备来替代人工,这样节省人工成本,也提高了效率。
实现整个制造的信息化,包括整个制造自动化之后,每个工序,每个车间最后到整个生产链,形成了一个信息化,最后就可以通过我们手机端和电脑形成信息监视、可控、可视。包括我们在全国多个生产基地的多工厂信息化的管理,实现我们对多工厂生产状况定单进度、分析报告、人员管理都实现数据化的展示。最终实现整个制造的智能化,这是从设备的层面到物联管理层面、数据中心,最终是一个智能展示,把我们整个设备各个工序的数据、参数,以及人工的产能数据,通过数据的采集到数据的处理分析,最终达到决策层,最终确定生产定单的进度、工序环节的监控。
以上是对动力电池智能制造,从自动化、信息化、智能化的发展做了一个介绍,最终实现降低人工成本和提高生产效率,提高整个产品的一致性。接下来就是对动力电池的技术创新做一个介绍,首先是我们动力电池有几个技术要求,刚才也提到了,包括高安全性,在遇到针刺、挤压、振动这种极端情况下,不起火、不爆炸,保障它的安全性,这样提高整个汽车以及人身安全。其次是一个很好的环境适应能力,包括高低温,尤其是在沿海环境,或者是高山低温环境。其次是快充,电动汽车和传统汽车一样能够快速充电,最后是实现8到10年的质保。
电芯的安全防控,首先要做到我们的材料体系和热稳定性。电芯的稳定性设计安全,成组这块要做到防漏电、防过流、防水、防尘、防振动、防撞。我们的动力电池要做到高安全性,这是正极材料(如示意图),这是负极材料,通过表面处理最后达到高安全性。负极材料主要是石墨,石墨有菱状形的,也有球形,它在高温下就可以形成导电性,提高安全性。这是隔膜,在高温下达到不变形,可加速热量传导,降低电芯内部短路风险。电解液,我们也会添加一些阻燃的添加剂,使它在遇到明火的情况下点不燃,或者是迅速熄灭,让整个动力电池不起火。这是电芯结构的防护,我们有一个通气中心管,当电芯在过流、过充、过高温等极端情况下,通气中心管可以防止动力电池起火爆炸。
这是动力电池耐高低温,正极,我们选用不同的材料,极别越小,锂离子扩散时间就越快,负极这块也是一样。电解液选用高低温的添加剂,改善整个高低温性能。粘结剂是高分子材料,在高温下会形成玻璃化,阻抗会增大,限制低温下的过电化,我们选择比较好的粘结剂,它的过电化会更低。快速充电,我们的材料小锂离子,提高锂离子的迁移速度,同时整个粘结剂、导电剂的结构,提高电子的传输速度。我们的动力电池寿命,它受到材料体系、电芯工艺参数之外,还要受用户使用条件影响。电芯在不同的DOD之间充换电,在不同的环境下充电,它的使用寿命是不一样的。所以我们的动力电动车要在很好的环境下使用,才可以延长使用寿命。
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