導讀

電池的高成本是制約新能源汽車發展的重要原因，在材料體系進展相對緩慢的情況下，革新電池的生產工藝成為車企和電池企業格外重視的降本方式。

6月28日，華數錦明在常州發布了“THE ONE”鋰電先進模組生產線技術，不再需要設備堆疊，就可以做到大圓柱生產節拍100-400PPM(每分鐘100-400只)，方型鋁殼20-60PPM，軟包30-50PPM，整體生產效率比原來提高了3-4倍。

(資料圖)

公司簡介

華數錦明是華中數控(SZ300161)旗下的子公司，是一家專注于工業機器人研發和系統集成的科技型制造企業，在動力電池、儲能系統、工業機器人、全自動包裝設備、大物流系統和智能軟件等領域具備國際一流的研發與設計制造能力。堅持以“工業4.0”為導向，為全球客戶提供智能制造整體解決方案，在常州、武漢建有生產基地，在匈牙利、美國設立公司。

電芯、模組、PACK及裝配線科普

單顆電芯是不能使用的，要將多顆電芯組合在一起，再加上保護電路和保護殼，才能使用，這就是所謂的電池模組；再將若干個模組與BMS、熱管理系統等成組在一起形成電池包，這個過程也叫PACK。

“電芯-模組-電池包”是從里到外的排序，電芯一致性得好，用電芯組成的模組才安全，用模組集成的電池包也才安全。

“電池包-模組-電芯”是從外到里的排序，電池包外殼受損，模組外殼還能繼續保護；模組外殼也受損了，電芯本體還有自我保護能力。

1，電芯：電芯指單個含有正、負極的電化學電芯，一般不直接使用。除此之外，電芯的壽命也是最為關鍵的因素，任何一顆電芯的損壞，都會導致整個電池包的損壞。電芯生產已經高度自動化了。

2，模組：電池模組可以理解為鋰離子電芯經串并聯方式組合，加裝單體電池監控與管理裝置后形成的電芯與PACK的中間產品。其結構必須對電芯起到支撐、固定和保護作用。從單顆電芯到電池模組的生產需要多道工序，目前模組生產一般都已經半自動或者全自動化生產。

3，電池包：PACK指的是鋰電池定制的包裝、封裝、裝配，主要工序分為加工、組裝、包裝三大部分。當數個模組被BMS和熱管理系統共同控制或管理起來后，這個統一的整體就叫做鋰電池包，PACK過程目前還是半自動生產為多。

雖然目前很多廠家紛紛提出CTP、CTC等技術，極力地想將模組這一環節減少或者取消，但由于車用動力電池必須確保高安全高穩定性，進展緩慢。大家也可以把這些CTP、CTC視同為整個電池托盤就是一個大模組來理解。

目前行業痛點：堆設備提效率，單位成本太高

目前，動力電池企業在生產端面臨的問題是，生產效率低、電芯換型快，整體產線投入成本高等問題。

原先以包裝與大物流生產線業務為主的華數錦明，在2014年進入電池模組PACK設備領域，并將食品包裝的成功經驗帶到了電池模組PACK生產線領域。

在華數錦明總經理申燦看來，電池模組PACK設備與食品包裝機非常類似，“很多動作其實是把頭都換一換就可以做了”，但是兩者的效率天差地別。

華數錦明總經理申燦

從數據上看，業內主流方形鋰電池模組生產節拍是12~18PPM(即每分鐘18~24個)，更換型號更以天甚至周為計；但是食品業內這種固體包裝最高可以做到200~700PPM(即每分鐘200~700個)，換型時間是以小時計算，兩者有這十幾倍的差距。

電池企業為了應對市場需求，提高生產節拍的方式，目前是用大量同樣的設備簡單做加法，并通過復雜的線體進行連接堆砌方法做出來的，帶來的問題是單機設備多、布局復雜、成本高、穩定性差，同時效率提升并不明顯。

不僅如此，電芯的換型周期短，平均換型周期12-24個月，按照原來傳統堆設備的方式做出來的模組線，在換型時需要大量的硬件改造和人工耗時，同時還有較長的調試安裝生產周期。

堆疊設備也很可能會降低OEE率(設備綜合效率，用來表現機器實際的生產能力相對于理論產能的比率，OEE=稼動率 * 性能效率 X*合格率)，畢竟多一臺設備就多一個出故障的地方，最終都會提現在OEE率上。

解決方式：產線做減法，并引入隨動概念

行業迫切需求一種穩定、成本低且高效的生產方案。

華數錦明“THE ONE”模組生產線解決方案，就在成本和效率上進行了大幅優化。

目前，業內鋰電池模組生產線的工作方式是：走-停-走的模式，華數錦明引入了食品包裝的隨動模式，設備的所有動作都是在高速運動過程中。

與業內堆疊設備方案不同，華數錦明做減法，以方殼電芯為例，電芯堆疊站之前“THE ONE”是沒有工裝板的，堆疊段之后也可以靈活配置，同時因為結構簡單，比較容易做單元化和標準化。

“THE ONE”模組生產線電芯處理段的6大優點，一是可靈活組合，一次性硬件投資下降10-15%；二是可以多SKU生產；三是工裝板設計、堆疊后段可以靈活配置工藝需求；四是占地面積減少15-40%；五是，極低的換型硬件投資；六是，結構簡單、單元化、標準化。

同時，“THE ONE”模組生產線模組成型段也有5大優點：一是，非剛性連接、各個工藝站之間生產順序可以調整；二是，通過RGV車高速運動可以滿足模組產線的高節拍要求；三是，平衡各個工藝站產能節拍波動、提高稼動率和工站均衡性；四是，拆卸、維護方便、換型快速便捷、硬件和時間成本低；五是，非常容易實現標準化。

除了產品性能，華數錦明還考慮了運輸便利性，要求所有的基站或者可以直接塞進一個集裝箱，或者可以分成兩個部分塞進一個集裝箱，但是不能拆的更小。

申燦舉例道，2021年他們曾向歐洲發出一條15PPM的方殼生產線，1個項目經理、1個翻譯，還有8個工程師和工人，僅用兩周時間就組裝好一條生產線。

交付情況：大圓柱、方殼電池生產線已經交付

目前，“THE ONE”模組生產線根據需要成組的鋰電池電芯分為4680大圓柱、方型鋁殼、軟包三類，覆蓋所有的鋰電池形狀。

“THE ONE”模組生產線進展狀況：

2022年，第4季度，已經向客戶交付了大圓柱電池的電芯處理段；

2023年，第2季度，開始向客戶交付方殼電池的模組線(電芯處理段)；

2023年，第3季度，開始向客戶交付軟包電池完整形態的THE ONE線；

2023年，第4季度，開始向客戶交付方殼電池完整形態的THE ONE線；

2024年，第1季度，所有的模組線都將變成THE ONE模式。

最后

隨著頭部企業之間的技術特性逐漸趨同，未來競爭焦點一定將是規模化的制造能力，把其他行業成熟的大制造技術引入鋰電制造體系是一種確實可行的方法，華數錦明的實踐走在了鋰電模組裝備企業的前頭！

(本文作者為NE時代王凌方，是汽車行業資深創作者，曾任職中國汽車報、中國汽車技術研究中心、電動車觀察家)

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