11月27日下午，從長城汽車動力電池事業(yè)部獨立而來的蜂巢能源，繼今年7月的品牌戰(zhàn)略規(guī)劃及產(chǎn)品發(fā)布會之后，再次迎來高光時刻，蜂巢能源車規(guī)級AI智能動力電池工廠（以下簡稱車規(guī)級電池工廠）已于11月27日在江蘇常州金壇正式投產(chǎn)。蜂巢能源是國內(nèi)首家提出“車規(guī)級標準”概念的電池工廠，也是首家按照車規(guī)級標準建設(shè)和生產(chǎn)的電池企業(yè)。
來自新能源電池產(chǎn)業(yè)鏈700多位海內(nèi)外人士齊聚金壇，其中包括寶馬、光束、奧迪、福特、日產(chǎn)、一汽、東風、東風本田、長城、長安、北汽、廣汽、吉利新能源、奇瑞、蔚來、威馬等國內(nèi)外主流車企的100多位代表，偉巴斯特、佛吉亞、馬勒等世界知名零部件企業(yè)代表，中科院、清華大學、中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會等眾多行業(yè)機構(gòu)和頂尖大學的領(lǐng)導專家，200多家電池及其相關(guān)材料方面的上市公司高管，以及常州市、金壇區(qū)政府和80余家海內(nèi)外主流媒體代表悉數(shù)到場。
活動現(xiàn)場，蜂巢能源總經(jīng)理楊紅新結(jié)合行業(yè)發(fā)展實際，向與會嘉賓們分享了蜂巢能源對車規(guī)級AI智能動力電池工廠的理解，介紹了蜂巢能源車規(guī)級電池工廠1.0的特點及未來的升級規(guī)劃。該工廠位于長三角經(jīng)濟帶核心區(qū)，區(qū)位優(yōu)勢明顯，規(guī)劃面積54萬平方米，工廠周圍300公里半徑內(nèi)有超過30家整車制造企業(yè)，超過25家鋰電配套企業(yè)，超過15個運輸機場，9個億噸級吞吐量港口，上下游資源及交通物流優(yōu)勢十分突出。
產(chǎn)能方面，蜂巢能源常州工廠總投資80億元，產(chǎn)值超130億元，規(guī)劃產(chǎn)能18GWh，共分三期建設(shè)：本次投產(chǎn)的一期項目規(guī)劃產(chǎn)能4GWh，二期項目規(guī)劃產(chǎn)能8GWh，預計2020年年底投產(chǎn)，隨后將進行三期6GWh產(chǎn)能的建設(shè)。
車規(guī)級電池工廠區(qū)別于傳統(tǒng)電池廠，其規(guī)劃之初便以車為服務目標?？紤]車用電池的單體電容量、串并聯(lián)數(shù)相比傳統(tǒng)電池均有大幅的提高，再結(jié)合車輛應用的復雜工況和惡劣環(huán)境，對電池安全系數(shù)及一致性的要求更高，其嚴苛程度比傳統(tǒng)電池要提高百倍以上，因此必須制定全新的電池制程規(guī)范和工藝標準，以達到車輛使用的安全要求。
無論對安全性、可靠性和一致性等方面需求，蜂巢能源車規(guī)級AI智能動力電池工廠從原材料、制造控制和測試標準等核心方面，將促進整個車用動力電池行業(yè)生產(chǎn)及可持續(xù)健康發(fā)展。
車規(guī)級電池工廠的必要性：在新能源車市場規(guī)模以及動力電池行業(yè)的復雜惡劣的應用場景下，重新定義動力電池的制造標準，勢在必行。車規(guī)級電池工廠具備更加領(lǐng)先的技術(shù)，可實現(xiàn)電池產(chǎn)品高性能，高質(zhì)量落地。車規(guī)級電池工廠可減少甚至消除，因制程缺陷導致的電池安全事故。
車規(guī)級電池工廠具備更加嚴格的環(huán)境控制
蜂巢能源金壇AI車規(guī)級電池工廠的生產(chǎn)線對潔凈度的控制標準達到了一萬級，從投料到電芯封口的全過程中，濕度的波動幅度維持在1%以內(nèi)；而在普通的電池工廠內(nèi)，廠房潔凈度的控制一般只需要10萬級，濕度控制也僅僅是在注液前，保持10%-30%的波動幅度，在電芯注液和組裝這兩個核心工序中，保持不超過1-2%的波動幅度。
之所以要求這么高，是因為汽車動力電池對可靠性和一致性要求，都遠遠超過了普通鋰電池的設(shè)計標準。這是因為一輛汽車的設(shè)計壽命在15年左右，動力電池也要保證盡可能長的壽命；而汽車在15年之間要跑至少20萬公里的路程，這其中動力電池經(jīng)歷的極端溫度和惡劣環(huán)境，都遠遠超過了使用普通鋰電池的電子產(chǎn)品所經(jīng)歷的環(huán)境。
2.車規(guī)級電池工廠具備更高標準的制程管控
車規(guī)級電池工廠是按照“6 Sigma”目標設(shè)計的標準化工廠，其核心工序的工程能力CPK達到了1.67-2.0，缺陷不良率低于3.4PPM；而在傳統(tǒng)的電池工廠里，對制程的管控水平一般在“4 Sigma”左右，而且核心工序的工程能力CPK≥1.0-1.33，缺陷不良率維持在6210PPM。
3.車規(guī)級電池工廠具備更加完備的制程追溯系統(tǒng)
雖然在整個制程管控方面，車規(guī)級電池工廠實現(xiàn)了高標準和嚴要求，利用科學的管理手段和數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)了對電池制程的控制。但是，再先進的技術(shù)也需要有一套備用的方案，以方便對制程進行回溯和復查，從而能對銷售出去的產(chǎn)品進行質(zhì)量跟蹤，一旦出現(xiàn)問題，就可以找到問題在生產(chǎn)線上的源頭，防止問題再次發(fā)生。
這就好比是眼下豪華汽車品牌的主機廠經(jīng)常使用的“數(shù)字雙胞胎”技術(shù)一樣，銷售出去的汽車始終在工廠內(nèi)保留著一個“數(shù)字化生產(chǎn)信息存檔”，一旦外部產(chǎn)品產(chǎn)生問題，工程師隨時可以查到生產(chǎn)線上是哪個環(huán)節(jié)出了問題，從而導致了這個問題的發(fā)生。
為此，車規(guī)級電池工廠通過人、機、料、法、環(huán)、測、時間等7個緯度的制程管控手段，實現(xiàn)了對生產(chǎn)過程中超過2500個影響產(chǎn)品質(zhì)量的因子的監(jiān)控，并可追溯到單電芯每個制程的數(shù)據(jù)；而在一個傳統(tǒng)電池工廠中，對影響因子的監(jiān)控只能達到1500個水平。
4.車規(guī)級電池工廠具備領(lǐng)先業(yè)內(nèi)的設(shè)備和工藝
工欲善其事必先利其器，眼下動力電池行業(yè)飛速發(fā)展，也伴隨著整個行業(yè)背后生產(chǎn)工藝和設(shè)備的快速提升與迭代，因為一套更先進的生產(chǎn)設(shè)備，無疑更能保證生產(chǎn)出的動力電池具備更高的質(zhì)量起點。
在車規(guī)級電池工廠的粉料和勻漿工序中，大容量PD攪拌+高速分散工藝，使勻漿時間縮短了40%，而產(chǎn)線上采用的全自動漿料輸送系統(tǒng)配合漿料全程密封兼過濾系統(tǒng)，把涂布缺陷率相比傳統(tǒng)工藝降低了20%；在涂布工藝中使用的進口雙層折返式擠壓式涂布機，把涂布面密度變化控制在±1.5%的范圍內(nèi)，2套A/B面在線CCD涂寬檢測裝置，把涂布錯位控制在0.5mm以下。
此外，在輥壓、分切和模切工序中，車規(guī)級電池工廠的生產(chǎn)線采用了大碾壓輥徑，全鍍鉻的壓輥，把圓跳動控制在±0.3μm范圍內(nèi)；在正極加熱技術(shù)上，采用電磁+PINCH+紅外在線干燥技術(shù)，溫度變化控制在±1℃范圍內(nèi)，負極采用雙輥連續(xù)輥壓，技術(shù)與業(yè)內(nèi)先進的韓國電池制造技術(shù)比肩。在模切工序中，正極采用進口五金模切設(shè)備，負極采用激光模切技術(shù)，模切毛刺控制率和速度，遠遠領(lǐng)先行業(yè)平均控制水平。
5.車規(guī)級電池工廠具備更科學、更高標準的質(zhì)檢體系
在動力電池疊片歷經(jīng)組裝、電芯封口、化成和包膜工序之后，就已經(jīng)是即將整備出廠的狀態(tài)了，不過在正式被組進電池組，成為新能源車的一部分之前，還必須經(jīng)歷嚴苛的質(zhì)檢環(huán)節(jié)，以保證從車規(guī)級電池工廠出產(chǎn)的動力電池都具有合格的質(zhì)量。
在質(zhì)檢環(huán)節(jié)，工程師在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上，采用全新的技術(shù)和數(shù)據(jù)，優(yōu)化了很多檢測和分析手段，使電池組的瑕疵能被發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品交付之前。比如說，以金屬異物檢出率和電池自放電檢出率為例：
傳統(tǒng)的手法分別是利用HIPOT方法檢測和通過△V進行自放電篩選，但是在優(yōu)化了檢測方法之后，2次HIPOT測試+測試過程特征曲線判斷法以及2次△V+AI 特征曲線判斷法，大大提高了對動力電池產(chǎn)品在金屬異物檢出率和電池自放電檢出率兩項上的準確率。這使得從車規(guī)級電池工廠生產(chǎn)出來的產(chǎn)品更可靠并且更加安全。
與此同時，為了保持檢測結(jié)果穩(wěn)定可靠，車規(guī)級電池工廠在這個環(huán)節(jié)中全面應用了AI智能技術(shù)，利用AI智能尋找最佳參數(shù)，維護先期預警可以降低故障率提高設(shè)備稼動率，使質(zhì)量檢測實現(xiàn)了智能化；與此相比，在傳統(tǒng)的電池工廠內(nèi)，僅部分工序使用了AI技術(shù)，這就使產(chǎn)品的質(zhì)量評價依然需要人工的主觀性干預，在長時間作業(yè)過程中難免產(chǎn)生偏差。
這是一個面向行業(yè)未來發(fā)展、以行業(yè)頂級標準建造的動力電池生產(chǎn)工廠。在智能化方面，該工廠采用世界先進的電池自動化生產(chǎn)設(shè)備，自動化率達95%。其中，組裝車間配置的3條生產(chǎn)線體全部采用“工業(yè)4.0”的設(shè)計理念，自動化率高達100%，更安全更高效地滿足多種型號的電芯產(chǎn)品均衡化生產(chǎn)；化成車間整線自動化率也高達99%，模組工廠自動化率也達到了91.6%，領(lǐng)先于絕大部分電池工廠。蜂巢能源車規(guī)級動力鋰電池，是與車輛屬性及使用場景密切相關(guān)的，圍繞整車對安全性、可靠性、一致性等方面的要求設(shè)計制造的，并通過專項測試的，涵蓋但不限于滿足車規(guī)級原材料、車規(guī)級制造控制、車規(guī)級系統(tǒng)化設(shè)計、車規(guī)級測試規(guī)范等一系列標準的鋰離子動力電池。
“車規(guī)級動力電池工廠需區(qū)別傳統(tǒng)電池廠，規(guī)劃之初就以車為服務目標?！痹跅罴t新看來，車用電池的單體電容量、串并聯(lián)數(shù)相比傳統(tǒng)電池均有大幅提高，再結(jié)合車輛應用的復雜工況和惡劣環(huán)境，對電池安全系數(shù)及一致性的要求更高，其嚴苛程度相比傳統(tǒng)電池提高百倍以上，因此必須制定全新的電池制程規(guī)范和工藝標準，以達到車輛使用的安全要求。楊紅新表示，有行業(yè)數(shù)據(jù)顯示40%的電池事故是由于制造缺陷所致，因此，蜂巢能源通過導入AI智能技術(shù)，在環(huán)境控制、毛刺控制、異物檢出、制程管理、設(shè)備自動化等多個方面，用嚴格的標準和管控體系保障產(chǎn)品質(zhì)量和一致性，減少甚至消除因制程缺陷導致的電池安全事故，使蜂巢能源領(lǐng)先的技術(shù)產(chǎn)品落地，延續(xù)高性能高安全優(yōu)勢，同時實現(xiàn)高質(zhì)量，更符合汽車復雜惡劣的應用場景使用的標準。
