備戰(zhàn)TWh時(shí)代鋰電后段裝備探索“降本增效”新路徑

備戰(zhàn)TWh時(shí)代，鋰電后段裝備探索“降本增效”新路徑在動力電池產(chǎn)業(yè)鏈整體產(chǎn)能高速擴(kuò)張、產(chǎn)業(yè)進(jìn)入大規(guī)模制造時(shí)代的背景下，智能裝備市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，鋰電后段裝備企業(yè)面臨著更多的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。一方面，電池技術(shù)路線的升級和材料的革新都對制造端的技術(shù)工藝、生產(chǎn)效率提出了更高的要求，鋰電后段設(shè)備的技術(shù)迭代、控制精度、生產(chǎn)自動化水平成為下游市場把控和看重的關(guān)鍵點(diǎn)。另一方面，隨著鋰電市場競爭進(jìn)入白熱化，降本增效成為電池企業(yè)進(jìn)一步搶抓市場紅利的重要戰(zhàn)略。這在制造階段的具體要求為，制造裝備如何能在降低能耗的同時(shí)提高交付產(chǎn)品的良率與一致性等質(zhì)量指標(biāo)。顯而易見的是，“規(guī)模制造”和“降本增效”的要求讓行業(yè)內(nèi)擁有自主研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)力的后段裝備企業(yè)更具備競爭優(yōu)勢。精實(shí)機(jī)電作為僅有2家能全部自主設(shè)計(jì)交付后段整線的供應(yīng)商之一，通過提供包括電池化成分容自動線、智能物流系統(tǒng)、正負(fù)極材料自動化/信息化及智能制造整體解決方案，助力企業(yè)降本增效。精實(shí)機(jī)電董事長、總經(jīng)理黃劍波介紹稱，經(jīng)過在鋰電領(lǐng)域深耕近20年，目前精實(shí)機(jī)電已完成“一個(gè)深圳運(yùn)營中心，武漢、長沙兩個(gè)生產(chǎn)的基地”的產(chǎn)能布局，并參與建設(shè)了包括寧德時(shí)代、億緯鋰能、中創(chuàng)新航、ATL、蜂巢能源、贛鋒鋰業(yè)、欣旺達(dá)、鵬輝能源等頭部企業(yè)近200條自動產(chǎn)線合作。自研電源系統(tǒng)助力“化成-分容”段降本增效一直以來，“化成-分容”都是電池制造最耗能的工序之一。在新的市場背景下，設(shè)備端如何通過電源系統(tǒng)革新配合工藝裝備升級，有效幫助電池企業(yè)降本提效，成為該段行業(yè)競爭的關(guān)鍵點(diǎn)。在工藝裝備上，精實(shí)機(jī)電是國內(nèi)最早負(fù)壓化成單機(jī)設(shè)備與首條負(fù)壓化成自動線供應(yīng)商。精實(shí)機(jī)電最早配合寧德時(shí)代進(jìn)行針床方面開發(fā)生產(chǎn)，并在2012年給其交付全國首條EV動力負(fù)壓化成自動線。除了多年來深耕化成與分容產(chǎn)線設(shè)備的技術(shù)方案和工藝制造升級革新之外，精實(shí)機(jī)電還針對性建立了精準(zhǔn)的熱仿真模型，得出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案最優(yōu)解，保證庫位電池的均溫性，實(shí)現(xiàn)安全、高效、穩(wěn)定的生產(chǎn)。在電源系統(tǒng)提供上，精實(shí)機(jī)電提供多種電源產(chǎn)品規(guī)格極大滿足客戶定制化需求。通過極簡串聯(lián)方案、帶旁路串聯(lián)方案與并聯(lián)方案，精實(shí)電源系列化產(chǎn)品覆蓋30A-250A，并機(jī)可至1600A，可滿足化成、分容、DCIR等多種工藝需求。除了在持續(xù)迭代精進(jìn)傳統(tǒng)并聯(lián)方案的同時(shí)，精實(shí)機(jī)電積極研發(fā)更加節(jié)能、低成本的方案。其自主研發(fā)的高壓直流方案已成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，可極大提高能量轉(zhuǎn)換效率，與串聯(lián)化成和容量一體機(jī)方案相結(jié)合后，成本進(jìn)一步下降。串聯(lián)化成方案設(shè)計(jì)靈活，針對不同的需求可直連AC380V,也可以與PCS聯(lián)合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)DC700V高壓直流串聯(lián)方案，將電源轉(zhuǎn)換效率提高到一個(gè)新的高度；電源模塊峰值轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到94%及以上；相比于傳統(tǒng)并聯(lián)方案串聯(lián)模式減少功率線纜80%及以上。相比于傳統(tǒng)并聯(lián)方案，串聯(lián)模式減少功率線纜80%及以上。DC700V轉(zhuǎn)DC5V的方案，將電源模塊峰值效率提升到90%以上，配合分容一體機(jī)方案將電源模塊與壓床集成于一體，可減少75%及以上的功率線纜。與高壓直流化成機(jī)、高壓直流容量一體機(jī)方案相結(jié)合，協(xié)同集團(tuán)公司光伏系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、PCS系統(tǒng)，可以給客戶打造廠區(qū)級直流微網(wǎng)，做到電能靈活調(diào)用，進(jìn)而為客戶打造“零碳工廠”。在電源控制精度上，為了嚴(yán)格控制鋰電池的一致性，精實(shí)機(jī)電采用新的數(shù)字化電源平臺及精準(zhǔn)的溫度補(bǔ)償技術(shù)，電源實(shí)現(xiàn)了滿量程萬分之四的電流控制精度和萬分之二的電壓控制精度。此外，在下一代技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用上，精實(shí)機(jī)電主要從三個(gè)方向助力“化成-分容”階段的降本增效。其一，將通過高串化成機(jī)的研發(fā)可以進(jìn)一步提高設(shè)備轉(zhuǎn)換效率，降低能耗，提高電芯一致性；其二，通過水加熱式化成一體機(jī)可以解決維護(hù)人員在高溫環(huán)境施工難的痛點(diǎn)。為進(jìn)一步降低客戶端運(yùn)營能耗成本，精實(shí)在研發(fā)拘束托盤自帶負(fù)壓密封機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新化成機(jī)，可取消化成間的干燥系統(tǒng)，為設(shè)備出海方面提供了更多優(yōu)勢；其三，通過高壓直流+氮化鎵DC/DC方式，可以進(jìn)一步提高設(shè)備效率、降低能耗，后續(xù)改造可以方便實(shí)現(xiàn)廠區(qū)直流微網(wǎng)，進(jìn)一步拓展以實(shí)現(xiàn)“零碳工廠”。自動物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后段整線交鑰匙工程隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來，制造企業(yè)不斷提升裝備自動化、數(shù)字化、智能化程度。其中，物流系統(tǒng)貫穿鋰電池生產(chǎn)全生命周期，對于后段裝備企業(yè)而言，提升物流系統(tǒng)的自動化、數(shù)字化、智能化是實(shí)現(xiàn)極限效率、極致品質(zhì)、極限成本必不可少的環(huán)節(jié)。相比于其他化成分容工藝設(shè)備廠家，精實(shí)機(jī)電對物流系統(tǒng)有更深理解，實(shí)現(xiàn)了極高自主化率，做到后段整線交鑰匙工程。在智慧物流系統(tǒng)方面，精實(shí)機(jī)電不是一家簡單的物流“集成”供應(yīng)商，無論是核心的堆垛機(jī)、AGV、貨叉、輸送線，還是WMS/WCS軟件系統(tǒng)，精實(shí)都是自主設(shè)計(jì)開發(fā)，有超十年的設(shè)計(jì)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。值得一提的是，精實(shí)機(jī)電智慧物流系統(tǒng)通過集成AGV和四向穿梭車，可以較小成本實(shí)現(xiàn)后續(xù)客戶的產(chǎn)能增加或工藝變更調(diào)整等需求，節(jié)約停線改造時(shí)間，側(cè)面也起到降本增效的作用。除此以外，精實(shí)機(jī)電依托母公司華自科技，在正負(fù)極材料自動化、信息化亦有超前布局。憑借產(chǎn)品具有快速交付、高度集中、無縫對接、結(jié)構(gòu)布局靈活多樣等特點(diǎn)，精實(shí)機(jī)電產(chǎn)線數(shù)字化、智能化解決方案可有效幫助材料企業(yè)提產(chǎn)增效。正極材料方面，公司提供的自動化控制系統(tǒng)已成功投運(yùn)上百套于ZW湖南/貴州/廣西/印尼等基地；負(fù)極材料方面，內(nèi)蒙古杉杉、云南杉杉等皆有項(xiàng)目批量成功投運(yùn)。隨著鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的日益成熟，設(shè)備的更新周期將明顯縮短，降本增效將是裝備市場的切膚需求，企業(yè)需要在激烈的競爭環(huán)