淺析新能源汽車(chē)及電池制造裝備的國(guó)產(chǎn)化機(jī)遇

第四屆寧德國(guó)際新能源電池與智造技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會(huì)在寧德開(kāi)幕，上百家汽車(chē)主機(jī)廠及產(chǎn)業(yè)專家學(xué)者參與了本次技術(shù)大會(huì)，本文根據(jù)橋田智能資深技術(shù)專家陳坤的演講內(nèi)容整理形成，主要聚焦新能源汽車(chē)及電池制造裝備的國(guó)產(chǎn)化議題。

新能源電池的生產(chǎn)裝備依然高度依賴進(jìn)口品牌

新能源電池是新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的“心臟”。2022年我國(guó)新能源汽車(chē)年產(chǎn)量已超過(guò)700萬(wàn)輛，且最近六年復(fù)合增長(zhǎng)率為62.9%；預(yù)測(cè)到2023年新能源電池需求量超過(guò)1000萬(wàn)臺(tái)、新車(chē)滲透率40%，電池市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)3000億元。新能源電池包含電芯、模組和電池包，其需求巨大且工藝復(fù)雜，因此其材料、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、PACK集成、安全管理、輕量化等牽涉到的工藝革新與裝備研發(fā)，是工業(yè)4.0、智能制造、互聯(lián)網(wǎng)+等技術(shù)高度集成的高端產(chǎn)品應(yīng)用典范。

我國(guó)新能源電池的生產(chǎn)總量雖大，但是其中很多的生產(chǎn)裝備還要依賴進(jìn)口，新能源電池生產(chǎn)裝備中的“中國(guó)制造”難以面對(duì)西方國(guó)家高端產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)！我國(guó)是制造大國(guó)，220多種工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量世界第一。然而新能源電池生產(chǎn)中所需的工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人末端設(shè)備、能源模塊等依然大量依賴進(jìn)口，產(chǎn)品研發(fā)與質(zhì)量成本均受制于人，是制造強(qiáng)國(guó)的嚴(yán)重“短板”。

比如，工業(yè)機(jī)器人年進(jìn)口量常年是出口量的4-5倍，尤其是后疫情時(shí)代，工業(yè)機(jī)器人進(jìn)口量更是猛增?？上驳氖?，在很多細(xì)分領(lǐng)域行業(yè)，國(guó)產(chǎn)廠商也在不斷發(fā)力，不斷提升國(guó)產(chǎn)裝備的可靠性和集成性。以機(jī)器人末端換槍盤(pán)為例，已經(jīng)從過(guò)去高度依賴進(jìn)口品牌，逐漸形成成熟化的國(guó)產(chǎn)替代趨勢(shì)。作為國(guó)產(chǎn)品牌的代表性企業(yè)，橋田智能的快換盤(pán)產(chǎn)品目前已經(jīng)進(jìn)入了主流汽車(chē)主機(jī)廠的生產(chǎn)線運(yùn)用。相信在國(guó)產(chǎn)化的大背景下，新能源電池等新方向的先發(fā)優(yōu)勢(shì)加持下，其生產(chǎn)裝備會(huì)有更多 “國(guó)產(chǎn)高端化” 的應(yīng)用基礎(chǔ)和技術(shù)突破

國(guó)產(chǎn)化裝備需優(yōu)先解決“四性”問(wèn)題:精度保持性、應(yīng)用可靠性、工藝適應(yīng)性、產(chǎn)線集成性

新能源電池制造裝備國(guó)產(chǎn)化的技術(shù)瓶頸，我們多年實(shí)踐總結(jié)技術(shù)瓶頸為“四性”。由于新能源電池制造企業(yè)與相關(guān)裝備供應(yīng)企業(yè)未能緊密對(duì)接，國(guó)產(chǎn)裝備缺乏面向用戶產(chǎn)品工藝的工程化驗(yàn)證過(guò)程，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)裝配“四性”（精度保持性、應(yīng)用可靠性、工藝適應(yīng)性、產(chǎn)線集成性）改進(jìn)緩慢，難以達(dá)到新能源電池大規(guī)模生產(chǎn)的“四高”（高可靠、高效率、高柔性、高質(zhì)量）要求。

要突破這一瓶頸，首先要完成從0到1的原始創(chuàng)新；在此基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證，達(dá)到從1到10的技術(shù)邁進(jìn)，保證工程可用；最后完成從10到無(wú)窮的產(chǎn)業(yè)放大，成組成線。歸根結(jié)底，就是解決高端國(guó)產(chǎn)裝備的試錯(cuò)成本高、性能驗(yàn)證難、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大、商業(yè)認(rèn)可慢的國(guó)產(chǎn)化瓶頸。

對(duì)新能源電池的技術(shù)進(jìn)行解析，其包含電芯、模組和電池包，設(shè)計(jì)層面要達(dá)到碰撞安全、熱安全、可靠性高、能量密度高、一致性高，制造層面要達(dá)到全流程自動(dòng)化、柔性化、高效率、智能化制造。因此要考慮其中的加工、物流轉(zhuǎn)運(yùn)、堆疊裝配、電驅(qū)測(cè)試等所需的工藝與裝備。

國(guó)產(chǎn)品牌在新能源汽車(chē)制造中的實(shí)踐與應(yīng)用

新能源汽車(chē)制造業(yè)主要包括電池組裝、電機(jī)制造、控制系統(tǒng)集成、車(chē)身制造以及組裝和調(diào)試。其中電池組裝是新能源汽車(chē)制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。電池組裝包括電池單體的裝配、連接及管理系統(tǒng)的安裝等，整個(gè)過(guò)程需要高精度的設(shè)備和技術(shù)支持，以確保電池的性能和安全。

以電池組裝為例，在涂層、焊接、測(cè)試、包裝等多個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)用到工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，而相同工位，不同工藝，將會(huì)牽涉到機(jī)器人末端工具的更換，以橋田智能為代表的國(guó)產(chǎn)快換盤(pán)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高可靠性、產(chǎn)線集成性替代！不僅能夠在工業(yè)機(jī)器人上進(jìn)行自由切換，還實(shí)現(xiàn)了人工牽引切換。其快換盤(pán)產(chǎn)品具有多種規(guī)格，從5kg-2060kg，通過(guò)TüV、CE、ISO認(rèn)證，且通過(guò)安全平臺(tái)和大推力彈簧提供雙重?cái)鄽獗ｋU(xiǎn)，十分適合多種規(guī)格的機(jī)器人末端抓手及治具的更換與連接。

針對(duì)電池托盤(pán)等零件的柔性化生產(chǎn)，由于電池托盤(pán)具有多種規(guī)格，其裝卸需要快速定位與夾緊，橋田智能零點(diǎn)定位系統(tǒng)以其體積小、精度高、易安裝、鎖緊力大、具備狀態(tài)檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用！

電驅(qū)總成系統(tǒng)作為汽車(chē)三大核心零部件，其動(dòng)力性能、效率、噪音、重量、可靠性等直接影響車(chē)輛的整體性能和用戶的駕乘體驗(yàn)，因此，動(dòng)力總成系統(tǒng)在裝車(chē)前，要進(jìn)行嚴(yán)格的性能測(cè)試，包括電機(jī)性能、電氣安全、環(huán)境適應(yīng)性等在內(nèi)的20余項(xiàng)，以確保所有性能優(yōu)異。測(cè)試包含氣密性測(cè)試、安規(guī)測(cè)試、性能測(cè)試等，針對(duì)新能源電驅(qū)的測(cè)試，橋田智能FCM能源組合連接器能夠?qū)崿F(xiàn)油、氣、液的快速對(duì)接，QCM模塊能夠?qū)崿F(xiàn)高壓、低壓等線束的快速通訊連接，具有無(wú)縫快速對(duì)接、插拔壽命十萬(wàn)次以上等性能。

針對(duì)新能源電池的測(cè)試，長(zhǎng)期依賴第三方設(shè)備和軟件實(shí)現(xiàn)，成本高昂且后期維護(hù)困難?；跇蛱镏悄苌a(chǎn)的FCM、QCM等工業(yè)連接器模塊能夠快速搭建電池測(cè)試單元，保障電池包的安全、質(zhì)量以及功能。

未來(lái)，在汽車(chē)總裝的制造過(guò)程中，相信將會(huì)有更多的國(guó)產(chǎn)替代品牌加入其中，助推中國(guó)制造向智能制造的制高點(diǎn)持續(xù)邁進(jìn)。

審核編輯：湯梓紅