儲能電池工廠建設(shè)的基本原則

儲能電池制造廠的建設(shè)主要考慮電池性能條件下電池制造的安全性、合格率、效率、系統(tǒng)靈活性和建設(shè)速度，以快速適應(yīng)市場需求，帶來最大的經(jīng)濟效益。

 

儲能電池量產(chǎn)條件

為了滿足快速增長的儲能電池市場需求，如何確保儲能電池的量產(chǎn)是目前需要考慮的重要問題。高質(zhì)量、高安全性和低成本——這是行業(yè)對儲能電池生產(chǎn)的長期追求，也是確保大規(guī)模生產(chǎn)的關(guān)鍵。這也是泰科倫鋰離子電池制造商一直重視的。

考慮到當前電池技術(shù)、材料和設(shè)備的支持能力，動力電池的大規(guī)模智能制造應(yīng)滿足以下基本條件：

● 簡化生產(chǎn)模型：單個生產(chǎn)線生產(chǎn)的1-2種尺寸、規(guī)格和模型；

● 全線生產(chǎn)能力：4GWh以上，單臺裝置生產(chǎn)能力不低于0.5-1.0GWh；制造合格率：96%以上；

● 材料利用率：95%以上；

● 制造成本：0.08～0.1元/Wh；

● 安全控制、環(huán)境、環(huán)保指標、能耗指標控制和優(yōu)化措施；

● 來料數(shù)字化、工藝數(shù)字化、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)優(yōu)化。

 

制造合格率分解

儲能電池工廠主要分為六個模塊。儲能電池設(shè)計的首要任務(wù)是選擇合理的電池結(jié)構(gòu)，針對通過率指標，根據(jù)過程控制的難度和可能的目標，根據(jù)核心影響因素的原則，將總體通過率目標分解為主要模塊，并確定模塊的關(guān)鍵產(chǎn)品特性KPC（key product characteristics）的過程能力（CPK），然后將CPK進一步分解為模塊中的核心過程，這是從上到下的分解。

然后，根據(jù)每種工藝過程方法的關(guān)鍵控制特性KCC（key control characteristics），對可能實現(xiàn)的工藝控制能力CPK值和設(shè)備投資進行了綜合分析。

通過對全線設(shè)備投資和各過程控制點CPK的保證能力、可靠性和穩(wěn)定性的總體計算，可以實現(xiàn)設(shè)備投資和制造質(zhì)量的優(yōu)化。儲能電池制造合格率明細如下圖所示。

 

 

在設(shè)備規(guī)劃中，CPK通常根據(jù)過程質(zhì)量控制的難度和生產(chǎn)線投入成本進行分解和平衡，并迭代優(yōu)化到最佳設(shè)計。也就是說，同樣的投資要達到最好的質(zhì)量；或在保證質(zhì)量要求的前提下，同時考慮設(shè)備和生產(chǎn)線的綜合輸出能力。

因為這些設(shè)備由不同的制造商提供，所以它們也采用了許多不同的協(xié)議和標準，并且面向各種應(yīng)用需求。因此，智能工廠集成不僅需要結(jié)合不同制造商提供的不同產(chǎn)品，還需要有科學(xué)的方法，使它們能夠相互連接和互操作而無沖突。更重要的是，整個系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)最佳的系統(tǒng)性能、最低的成本、最佳的產(chǎn)品質(zhì)量，以及未來易于擴展和維護。

 

儲能電池生產(chǎn)設(shè)備選型原則

（1） 設(shè)備選型原則

儲能電池生產(chǎn)設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下原則：技術(shù)先進性、生產(chǎn)適應(yīng)性、經(jīng)濟合理性、相互兼容性和人機友好性。相關(guān)的電池設(shè)備公司包括中國排名前十的鋰電池生產(chǎn)設(shè)備公司。

（2） 設(shè)備綜合選型

設(shè)備是為了提高制造合格率和制造效率。設(shè)備投資影響設(shè)備的質(zhì)量，電池制造的合格率也很高。如下圖所示，縱軸表示成本（設(shè)備投入成本，通過率的變化帶來成本變化），橫軸表示通過率。

圖中曲線①為設(shè)備投資曲線。設(shè)備投入的增加也會提高通過率；曲線②減少了由于通過率增加而造成的成本損失；③是曲線①和②的組合。可以看出，曲線③表明設(shè)備投入增加，合格率提高，綜合成本逐漸降低。

但是，隨著設(shè)備投入的增加，通過率有限，減少浪費損失的程度逐漸降低，因此總體成本將逐漸增加。簡而言之，設(shè)備投入和成本有一個最佳點，這是設(shè)備投入的最佳選擇。

 

 

智能工廠設(shè)計流程

智能工廠的規(guī)劃和建設(shè)是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。如何設(shè)計一個鋰電池智能工廠也是一個難題。它需要詳細的分析和規(guī)劃，在詳細的項目計劃審查之后，然后再到計劃的實施和設(shè)計。智能工廠的設(shè)計流程如下圖所示。

 

 

儲能電池智能工廠的規(guī)劃和設(shè)計一般分為六個步驟；

1） 智能工廠的總投入是企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略。

2） 首先，進行詳細的市場調(diào)研和分析，以確定項目產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。

3） 根據(jù)確定的需求，在智能工廠的高度，診斷和評估企業(yè)的組織、管理模式、業(yè)務(wù)流程、技術(shù)手段、數(shù)據(jù)開發(fā)和利用等。

4） 根據(jù)產(chǎn)品定位和工廠目標，進行電池芯的產(chǎn)品設(shè)計，設(shè)計電池芯的基本參數(shù)。

5） 項目計劃審查，包括審查項目投資預(yù)算和計劃可行性。

6） 確認項目計劃和項目實施計劃，落實整個項目和子項目的負責(zé)人和團隊。

總體設(shè)計思路如下圖所示。

 

 

主要流程是根據(jù)電池性能要求進行材料選擇配置設(shè)計、電池設(shè)計、工藝設(shè)計、設(shè)備選擇、設(shè)備開發(fā)和制造。其他是輔助設(shè)計過程。

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