摘要
對于智能裝備企業而言,以創新為主導,以高科技、高效率、低能耗、數字化等優勢賦能動力電池提效降本,也將同步豐盈自身可持續、高質量發展底色。
“新質生產力”概念在重要會議及政府報告中頻現,成為中國經濟發展新熱詞。在新能源領域培育新質生產力的過程,也成為推進科技創新、利好新興產業的市場新動力。
寧德時代董事長曾毓群在兩會建言中指出,有創新的高質量發展的生產力才能稱為新質生產力,新質生產力引領的一定是高質量發展的生產力。
另一層面,國家發改委制定《推動大規模設備更新和消費品以舊換新行動方案》,引導“以舊換新”的行動步伐。以設備更新為例,隨著高質量發展深入推進,設備更新需求會不斷擴大,預計將釋放5萬億量級的巨大市場。
智能裝備是新能源產業的制造基礎與效率、品質躍升的支點,新質生產力的提出以及大規模設備更新推動,都將給有技術實力、創新活力的裝備企業帶來發展紅利。
尤其是動力電池產業鏈歷經過去幾年高速增長后,逐漸進入競爭激烈的常態化周期,對于智能裝備企業而言,以創新為主導,以高科技、高效率、低能耗、數字化等優勢賦能動力電池提效降本,也將同步豐盈自身可持續、高質量發展底色。
在電池中后段裝備領域素有“價值黑馬”之稱的鉑納特斯,專注于向電池企業提供一流的注液、化成分容等核心工序設備及中后段整線解決方案。
在注液機領域,鉑納特斯率先推出鐘罩式等壓注液機解決方案,憑借高速度、高精度、高穩定性等優異性能迅速引領市場,鐘罩式等壓注液機出貨量目前高居行業榜首。(延伸閱讀:“大電芯”時代,等壓鐘罩式注液設備市場“躍進”)
在化成分容領域,鉑納特斯同樣劍指行業痛點。2018年公司攻克了化成分容電源關鍵技術,成功提升串聯式電源的投產穩定性,大幅降低能源損耗及用電成本,成為彼時國內少數能自主提供串、并聯電源的企業之一。
公司自主研發的智能串聯模組,采用集成旁路板控制,實現恒流恒壓充電,實現主動平衡功能,具有集成度高、安裝簡單、容易維護、發熱量MOS≦70℃等特點。且產品已成功獲得國際專利。
同時,公司的負壓化成系統針對注液防腐開發,自主研發的負壓控制真空定量閥,一舉打破了SMC、費斯托等負壓控制比例閥的壟斷局面。在保證高倍率工作效率的同時,負壓精度可達≤1Kpa,也為電池企業大幅節約成本。
可以看到,以技術創新為基石,以“卡脖子”技術方向為突破口,鉑納特斯正在電池智能裝備激戰中不斷把握市場變化需求,持續提升市場份額,這也為新時期電池制造升級提供新質生產力夯實基礎。
率先量產800V超高壓串聯解決方案
眾所周知,鋰電池在化成分容工序需要頻繁充放電,由此成為鋰電池生產環節中最耗電的環節,整廠電耗占比約30%-40%。提升化成分容設備精度、提高充放電效率、降低能耗等也成為化成分容設備新工藝、新技術的發展方向。
其中,串聯化成分容技術憑借明顯的節能增效優勢,成為行業重要技術發展方向。高工產業研究院(GGII)調研數據顯示,目前串聯化成市場滲透率超30%,且在新建產線中,串聯化成的滲透率已經超過并聯化成。
串聯化成分容技術優勢在于,串聯電路可保證電流一致性,提高電芯一致性;通過串聯還可以對前段設備工藝的電化學數據進行還原,為前段工藝的閉環提供可追溯的數據。最為關鍵的是,相比并聯電源,串聯化成可提高充放電效率,大幅降低用電成本。
隨著電池產能不斷提高,解決化成分容設備能耗問題也變得迫在眉睫。在傳統產線技改趨勢下,化成分容設備更新也更具意義。
高工鋰電獲悉,鉑納特斯目前化成分容板塊出貨以高壓串聯技術方案為主,同時公司成功量產800V超高壓串聯電源方案,滿足動力電池800V超高壓應用場景需求。由于技術門檻高,目前行業內普遍做到400V-600V之間,突破800V超高壓串聯化成分容設備的企業仍在少數,而鉑納特斯正是其中之一。
據了解,相比并聯和400V系統,鉑納特斯800V串聯系統可提供更多電池串聯數,極大降低線路成本;相比并聯電源,充放電效率提高20%,用電成本大幅下降;調試檢修維護工作減少50%以上,產線利用率大幅提高;更全面、更智能識別電芯微小缺陷,提高系統安全。
同時,鉑納特斯自主研發的800V串聯電源更容易保障化成分容效果,提高電芯一致性,采用多串、高串技術提高充放電效率,節電節能效果顯著。對每個單體投切回路的控制實現單體電芯充放電時不斷流平穩切出,對工作的電芯不受影響。
邁過超高壓串聯技術“三座大山”
由于功率越大,意味著控制難度更難,出現異常、安全風險系數也越大。
超高壓串聯技術的核心瓶頸在于:1、串聯低壓放電問題,包括解決電壓平衡、電流限制、放電效率以及安全性等方面技術。2、電流響應時間控制,電流響應時間是一個反映元件或設備性能的重要參數,需要根據具體的應用場景和電路要求來選擇合適的元件或設備。3、電流切換無沖擊,關鍵在于確保切換過程中的電流變化平穩,避免產生過大的沖擊電流。
目前,鉑納特斯已經成功越過超高壓串聯技術的“三座大山”。
在解決串聯低壓放電難題時,鉑納特斯的思路是:
1、優化電路設計:通過精確計算每個放電元件的電壓需求和承受能力,設計合理的串聯電路,確保電壓分布的平衡和穩定。
2、選用高質量放電元件:選擇具有穩定性能、高耐壓、低損耗的放電元件,以提高放電效果和效率。
3、采用恒流電源:使用恒流電源可以確保放電過程中電流的穩定性,避免因電流波動導致的放電不均勻或元件損壞。
4、加強安全防護措施:在放電過程中,采取必要的安全防護措施,如設置隔離開關、安裝防護罩等,確保操作人員的安全。
5、實時監測與調整:通過實時監測放電過程中的電壓、電流等參數,及時調整放電條件,確保放電過程的穩定性和安全性。
針對電流響應時間控制與電流切換無沖擊的難點,鉑納特斯的解決措施是:
1、精確控制切換時序:通過精確控制電源切換的時序,減小切換過程中的電流沖擊。對于具有不同慣性負載的設備,根據其特性設定適當的延時,以避開電磁過渡過程,避免沖擊電流的產生。
2、采用軟啟動技術:軟啟動技術可以通過逐步增加電壓或電流的方式,使設備平穩啟動,減小啟動時的電流沖擊。這種技術通常應用于電動機等大功率設備,可以有效延長設備壽命,降低維護成本。
3、使用相位搜索和同步切換:對于需要精確相位匹配的設備,如部分水泵等小慣性負載,采用相位搜索技術,確保在接通電源的瞬間,電源電壓與設備定子電動勢處于同相位狀態或接近同相位狀態,從而避免沖擊電流。
4、選用合適的電氣元件:選用具有快速響應和穩定性能的電氣元件,如高性能的斷路器、接觸器和繼電器等,以提高切換過程的穩定性和可靠性,降低沖擊電流的產生。
5、優化電路設計:通過優化電路設計,如采用并聯電容、電感等元件,可以減小電路中的阻抗變化,降低切換過程中的電壓和電流波動,從而實現無沖擊切換。
值得一提的是,鉑納特斯在進入化成分容領域之初,電源開發就前瞻性采用了DSP數字化方案,相比于傳統線性電源具有高精度、高穩定性、可編程等性能優勢,為持續匹配鋰電池工廠的數字化、智能化轉型升級積累深厚經驗。
同時,公司也在持續完善產品的數字化性能,如在MES功能的基礎上,實現設備全生命周期管理,運用大數據分析,提前預知風險,并可通過手機終端發送,提前預警防范處理,實現“預兆保全”。
綜上所述,技術領先的化成分容段設備,疊加市場強大的注液段設備,鉑納特斯正在不斷強化產品矩陣優勢,打通核心業務應用場景,以技術實力強悍的中后段一體化解決方案,向國際高端科技裝備的目標加速邁進。
審核編輯:黃飛
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原文標題:800V超高壓串聯化成分容裝備“黑馬”
文章出處:【微信號:weixin-gg-lb,微信公眾號:高工鋰電】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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