因湃电池智能生态工厂实现“电池+整车”联动生产工厂第三条生产线于年底投产
动力电池作为新能源汽车的核心组成部分,其重要性堪比汽车“心脏”。2023年12月,因湃电池智能生态工厂正式投产,拉开了广州新能源汽车实现动力电池“自研自产”的序幕。根据规划,这个总投资达109亿元、占地约666亩的广州市重点项目,满产后将实现200亿元产值,折合年产30GWh的BEV动力电池规模,产能每年可满足60万台车使用。
从自研到自产,汽车制造商如何在动力电池这条新赛道上取得突破?近日,本报记者走进因湃电池工厂实地参访了解到,项目目前已建成两条共计12GWh电池量产线,第三条生产线将于年底落地,2026年完成36GWh产能建设。
生产:超高安全性的微晶超能电芯成主力产品
因湃电池智能生态工厂位于广汽埃安智能生态第一工厂的西南面,二者仅一路之隔。通过小型物流车,一批又一批动力电池被送上汽车生产线,实现“电池+整车”联动生产。
2022年,广汽启动自主电池项目,于年底启动建设;2023年12月,因湃电池智能生态工厂正式竣工投产,具备超高安全性、长寿命、高能量密度和优异快充性能的P58微晶超能电芯成为主力产品。
“电池+整车”联动生产的意义是什么?因湃电池科技有限公司电池技术质量部部长刘太刚表示,可以从降低研发投入成本和提升产能利用率两方面考虑。在研发上,电池与汽车相匹配,一款电芯可覆盖几乎所有车型,有利于减少研发投入成本;在生产上,产能利用率也会大幅提升,以此提升项目收益率。目前,知名动力电池厂的产能利用率大概是60%,因湃可达到80%~90%,整体生产成本更有优势。
走进工厂大堂,记者通过“IBT因湃动力储能监控平台”大屏看到,已有超过12000个电池包搭载在车上,总行驶里程超过1600万公里。“目前不良率还是零,没有出现任何一个哪怕是很小的问题。”刘太刚告诉记者。
攻关:实现超薄超长电芯高集成封装
研发先进的电芯固然不易,高效、高质量地制造电芯更是艰难。刘太刚介绍,在制造过程中辊压、切叠、焊接等质量的精度控制,都会直接影响电池的安全、能量密度等关键性能。因此,工厂在立项之初,就极其重视先进制程工艺开发。
“P58微晶超能电芯能量密度为什么这么高?这跟我们技术方案有很大关系。比如,我们使用的铜箔仅有4.5μm厚,是行业内最薄的铜箔。铜箔、铝箔变薄后,一方面可以降低成本,另一方面也有助于电池轻量化。”刘太刚说,但这也会带来问题,“对生产工艺要求特别高,没有控制好的话,容易发生断带、撕裂,不良率升高。”
通过核心技术攻关,因湃迈过“工艺关”,解决了行业4.5μm超薄铜箔涂布易断带的问题,顺利实现了12μm超薄铝箔高压实投产;运用高速极耳抚平等技术实现了超长极片的高精度切叠,不良率降低35%以上;在组装工序方面,通过运用轨迹自适应等先进焊接技术,成功解决了0.3mm铝壳焊接变形这个行业难题,实现超薄、超长电芯的高集成封装。
统计显示,电动汽车发生火灾,大部分是由动力电池故障引起;而在动力电池故障中,电芯热失控占比最大,热失控问题大多由工艺制程引起。为此,因湃建立起全球首个极致工艺安全标杆工厂,从制度上保障工艺一致性,做到极片“零”异物、“零”毛刺,强化极限检证,提升产品极致安全性。
智能:建厂前“虚拟工厂”先联调产线
“智能化”是因湃电池智能生态工厂的另一显著特点。在涂布面密度管控、电芯容量预测和CCD视觉检测(电荷耦合器件视觉检测)等方面,因湃都应用了大数据、AI等先进技术。
刘太刚介绍,CCD视觉检测设备在投入使用前,系统已经开展大量的训练,让机器学习划痕、凹坑等产品“不良”的特征。“加入AI后,模糊算法使得机器能识别出素材库图片外的不良特征,识别准确率更高。”这意味着,因湃产线上的CCD视觉检测设备有深度学习能力,不仅能做到监测,还能自主决策,并解决问题。据悉,因湃在单一产线建立1.5万+的数据采集和管控点,是同行的1.5倍以上,可实现的智能化应用场景增加35%。
实际上,智能化、数字化技术早在工厂尚在图纸上时便已发挥作用。
在因湃电池智能生态工厂的“数字孪生平台”上,有虚拟工厂、物流仿真、产线布局、干涉分析、虚实同步、虚拟联调等功能。“工厂建设速度刷新了同规模动力电池厂的建设速度纪录。广汽之前没有建设动力电池厂的经验,为什么能这么快建成工厂?答案就是数字孪生技术。”刘太刚说。
运用数字孪生技术,在实际开工建设前,一座虚拟的因湃工厂就已经建设完毕,并对产线设备、物流动线等进行虚拟联调。得益于广汽在精益生产上的深厚沉淀,因湃还对通过产线和设备布局调整进行产能“挖潜”,尽可能在最小空间内,放进更多机器,在“满”的同时还做到“准”,机器手臂翻转腾挪,产线运转分毫不差,物流传送高效畅达。
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