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锂电狂飙,钠电突进!电池巨头正借此“黑科技”突破关键瓶颈!

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据不完全统计,2023年国内电芯厂商、车企相继发布了近20款电池产品:宁德时代的凝聚态电池、比亚迪的刀片电池、蜂巢能源的龙鳞甲电池、亿伟锂能的π电池、欣旺达的闪充电池、广汽埃安的弹匣电池2.0......

锂电池这条赛道已然硝烟四起,与此同时,作为锂电池的替代技术路线——钠电池也呈现“突进”之势,正热火朝天地进行商业化提速, 未来,钠、锂电池在动力/储能市场的竞争“迷雾重重”。

然而,无论如何比拼,市场的竞争最终还是要回归到电池企业的技术迭代能力和质量把控能力上。通过数字化技术挖掘研发测试数据价值、通过计算和数据驱动电池技术创新,正在成为企业核心竞争力之一。    
   
其中,大数据量的处理和分析的质量和效率,逐渐成为制约研发迭代效率的重要因素!    
   

   
在日常工作中,研发人员对于实验数据分析往往有如下的困扰    
  • 测试数据庞大、格式杂乱,处理非常繁琐

  • 大部分时间都浪费在了数据收集和处理等琐碎事务上

  • 人工只能对一些主要数据进行对比分析,会漏掉部分细节而影响分析结论

  • 数据整理时出了错没检查出来,设计方向直接偏了

  • 有些测试既有温度变化、又有倍率变化、又有SOC变化,对比起来非常累

  • 测试有异常总是事后才知道,电芯早已起火爆炸

  • 数据分布在各个研发人员的电脑中,想找一下类似测试,很难找到

  • ……

有没有一种方案能够同时解

数据的采、算、用 三大问题呢?

笔者在与多个头部电池企业交流的过程中,逐渐发现一个共识,必须要打通电池从需求、设计、试制、测试、分析的数据闭环,建立全流程追溯体系,才能帮助企业提升其数据管理能力,充分挖掘数据背后蕴藏的价值。

01    
     
第一,打破数据孤岛,全流程可追溯     
     
目前很多实验室仍然采用线下统计设备通道状态,手动导出数据来进行分析处理的工作模式,庞大的业务数据零散分布在多个文件/系统中,彼此之间难以关联打通,产生大量的数据孤岛,类型多样的实验数据以数据文档、扫描件形式传递,测试报告高度分散在邮件、文件夹中,难以集中管理,出现差错之后,无法追溯,且共享性和复用性非常低……不仅浪费资源且无法保证数据的真实性、时效性。

人工传递:真实性 时效性差

测试任务难追踪 出现问题难追溯    

为此,我们扩展了传统lims的功能,完成了全要素考虑(人机料法环),全场景覆盖(下单、审批、领样、检测等),全成员参与(研发人员、检测人员、管理者)的深度闭环。通过线上快速提单,自动流转审核等,实现全流程电子化,数据记录全留存,错误数据及环节可追踪,快速查阅,快速调用。

02    
   
第二,搭建专用算法,自动分析操作    
   

各电池企业的实验室每年都在不断累计测试数据,从测试2w通道到4w多通道,数据也从几十TB到几百TB甚至更多,海量的测试信息,使得锂电工程师们被淹没在数据的海洋中,找不到方向。

从测试设备上获取的数据需要经过人工计算、展示、对比、筛选、拟合等操作,得出差异性,分析结果判断图表是否有意义,再进行报告汇报,不仅耗费人力、出错率高、且数据未做深度挖掘,利用率低。

为帮助企业更好地克服上述挑战,我们团队搭建了一套完整的数据采集➜ 清洗➜ 分析展示平台,让测试数据不再雾里看花。

1数据采集:采集来自各个环节的数据,包括不同厂商、不同测点标识、异构数据介质等,建设HIVE数据仓库加OLAP分析型数据库集群的混合架构方式完成数据存储。

2)数据异常监控及预警:通过规则初筛、变点检测、多工况过滤、集成分类器预测等步骤,对采集的数据进行异常监控与分析,保证入库质量。

3)数据治理:搭建了56个数据脚本(设备数据标准化、数据仓库处理、数据质量探查等)和3个数据处理模型(预处理模型、温度通道模型、工步序号模型),工步序号模型,重启测试可自动关联数据;温度通道模型,差异温度测试可快速解析数据;跨天处理模型,可快速接续不同时间、不同设备测试数据。

4)数据分析:平台内嵌独立的数据分析开发功能,覆盖9大测试项,提供150余种专业分析模板,为5大分析场景服务工程师可以在平台上进行dQ/dV曲线分析、HPPC分析、放电速率分析、GITT分析、循环寿命分析等。

同时,支持对短期测试测试结果的不同设计方案性能优劣自动分析辅助设计人员确定迭代方向,避免由于数据分析不到位导致的不必要实验,减少研发成本支持长循环数据的日更新以及测试截止条件的监控测试过程异常自动识别,指导异常电芯及时下机、避免资源浪费,同时提供分析工具,支持数据分析。

5)智能报告:提供了超200个模板,只需要简单的拖拽配置即可智能生成报告,单份报告制作时间可从8小时缩短至 2小时,同时杜绝了人为因素造成的偏差,保障了检测数据的准确性。

这样一套平台就完成了数据的采-算-用贯通,帮助工程师更快、更准确地分析电池测试数据,及时发现问题,大大节省工作时间。

03    
   
第三,数据沉淀  AI智能预测 赋能研发    
   

大量的测试化数据经过标准化分析之后,结合锂电池材料数据资源,可沉淀下来形成企业知识库,如材料数据库、电池表征库、电化学参数库等,将极大地有利于企业知识复用,加快产品的研发迭代。

比如一些工程师由于经验不足,在不同材料之间的选型需要查看大量的数据进行对比,并且有时候查到的内容还是不是准确信息,浪费很多时间。这时候,通过电池材料库功能就可以直接在线查询正极、负极、电解液、PACK、隔膜、粘结等各种材料的详细精准信息,快速筛选成百上千种材料,在线对比找到最优候选材料。

随着应用的进一步深化,我们还将面临一个关键问题,那就是如何将这些数据与AI进行有机结合,从而为我们的下一步研发计划提供有力指导。比如综合多项测试数据进行智能化预测计算,如电芯内阻/DCR预测、电芯体积变化预测等,结合电化学反应机理模型进行AI算法开发,终实现指数级赋能电池研发工作,帮助管理者更快速、准确地进行科学决策。

当前,笔者团队最新研发智能电芯平台即将发布,为电芯研发工程师提供电芯快速设计工具、需求管理和材料数据库等功能,可进行智能选材、单人一键生成设计方案、电芯成本仿真等实现电芯开发从基于经验的设计到基于材料数据库和人工智能的智能辅助设计。

目前,测试分析一体化平台已经免费为大家开放了相关试用、演示机会,大家不妨了解一下!一定会有收获的哦!

   
作者简介    
     

吴叶超中国科学技术大学博士,电芯研发专家主要研究方向为锂离子电池仿真模拟和金属氯化物固态电解质及其全固态电池,团队有着多年锂电厂商数字化转型实施经验,服务的客户包括宁德、蜂巢、欣旺达等多家电池大厂,为企业提供痛点诊断、转型路径规划等建议,让企业在数字转型中少走弯路。

END

     
       
       
文末福利领取        
       
除了本文分享的电池测试分析数字化解决方案之外,吴博士团队还基于多年的数字化转型成功经验,沉淀出多个电池行业前沿数字化解决方案(包括MES系统、实验室管理系统、电芯自动研发、电池成本管理、智慧工厂、数字孪生实验室、数字孪生工厂等),助力锂电企业高效运作、降本增效、高质量发展。        
来源:弗雷刘
化学电子海洋爆炸材料储能数字孪生工厂人工智能
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-08-07
最近编辑:1月前
弗雷刘
博士 动力电池 新能源行业科普
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回望几年锂电行业经历,面向未来的一碗闲聊鸡汤

回望几年锂电行业经历,面向未来的一碗闲聊鸡汤让大家过麻的2022年终于过去了,大家纷纷表示:不想再回到这一年。也挺好,新的一年,新的开始,期望兔年可以红红火火。不过即使如此,身为一个锂电行业工作者,刚刚收集了一下甲方乙方工作经验和视角的从业者,还是想借着这个机会盘点一下所感所想给给大家分享一下。写给不见得是一定是哪个企业,甚至可以是一个小的组织或个人;总结的不见得是过去的一年,而是一个普适性的多年的所感。关键词可以是:辛苦?机会?稀缺?融资?客户?技术?变化?短板?自省?运气?工业化?有矿?在这里就和大家闲聊几句,分享一下这碗鸡汤,里面基于自己主观经历感受的东西偏多,没有什么技术分析,间带一点吐槽,大家就当听个拉家常吧。以及注意一点:本文不是针对任何一家特定企业而讲,说的是一个全行业的总结性感想。在分四个方面展开之前,首先我想提一个问题:要直面稀缺,你有没有真正的认清这个世界的稀缺是什么?要是你有稀缺,就可以抬价,就可在在供需关系中取得相对有利的地位。而不管对于个人劳动者对公司,上游下游合作,再到企业要融资,谁可以更强势当然要看稀缺——供需关系,然后最后再以合适的价格成交。不过,结合个人的过往经历,我想说的是,这个稀缺&供需关系更具体的常常取决于这四个方面:你对自己的准确审视、对合作方的充分了解、你们之间的关系和大环境,甚至某些时候最重要的:机会与运气。——你要是这些东西都不想整明白,天天一厢情愿的想着自己可以迎娶白富美走上人生巅峰——醒醒,几个菜喝成这样。好的,接下來我说一下这四个方面具体是怎么回事,省着大家觉得我好像在空念抽象经。1)自知:对自己的准确审视当然对每一个个体,组织,企业来说,没有完美的,肯定是有所长又有所短。那你想和别人合作/做成生意,自然第一步就是自知——总得清楚自己轻几斤重几两。在这方面笔者见过的问题例子真就是一大把了。举一些栗子: ·我们怎么样?开完会/出发实地考察完,供应商销售直接发短信问我们说,我们(客户)感觉到底怎么样,我(供应商)领导问我呢——两天在一起开会吃饭7,8个小时都有了,做了那么多交流,你总结没,感知没,复盘没,自己都感觉不出来自己什么样吗,直接这样问尴尬啊亲。·我英语不行。如果你作为供应商目标就是要拿下国际客户(没有人逼你要拿哈,是你自己想做这块业务),然而团队英语完全不中用,最后还表示是因为这个自己的实力没展示出来——在这种时候你都把原因归咎于外,不在自己身上找原因,不是搞笑是什么?另外别和我扯什么以后中国强大了就不用学英语这些鬼玩意,你的行业只要能挣全球的钱,学不学英语你自己看着办——你学不会英语当然是你的自由我哪里管的了,每个人的人生终究还是要自己负责啊,对企业的命运也是一样。·我优秀在哪?一个供应商想拿下客户,对于自己的优势劣势完全没有概念,完全凭着感觉在走,自己被人看上是因为什么?研发能力?目前能做的技术的独特性?你的样品做的就是牛逼?概念比较火?你家里有矿?你家里有钱?你身后的光环?身份证的红利?工业化&量产能力?价格?服务?包括假如说如果你没被看上,是以上主要哪方面拖了后腿?——你放心,肯定得是因为一些核心原因,不要老觉得是酒没陪好大宝剑没到位,那玩意是润滑剂,要是真搞定了还是因为你有些核心点给人家满足了而已。·我的优秀是否可持续?其实每一个人/集体都有优点,其闪光之处也是我们要合作时重点考察的方面。但是你自己得对于自己的优势的可持续性有个概念:我的技术现在领先,之后还能持续不,多久可能被人追上?别人做的如何了多久能赶上?我的领先是不是一层窗户纸?是不是别人比着做就能做明白?不把这些问题想清楚,把发展的节拍踩对,一步错后面只能说尽量希望不要步步错吧。准确看待自己,说着容易,做起来某种意义上似乎是一门人生的终极学问,对于小到一个人,大到一个组织的个体恐怕都不容易,而且它又是变化的,可能明天张三被牛顿苹果树的果子砸中了就可以开窍,也可能隔壁老李弹棉花厂的经营理念几年之后就堕落了还自我感觉良好。所以说来说去,自我修行很重要。首先要认识自己,每天起床以后,照一下镜子,问一下里面那个人:我,是谁? 图片摘自《武林外传》2)知彼:对合作方的了解想做成事,首先当然要了解自己,但是同时你要了解对面的合作方/客户/甚至你的雇主/同事也可以是。以及其实了解他人也是认识自己的一面特别好的镜子,古话一大堆,刘博在这就不给大家挨个扒拉了。那对合作方的了解应该是怎么样的?我的建议是:尽量深入全面以及要去了解人家的具体情况和运行逻辑,切忌都拿自己的逻辑理解去套在别人身上解读。再举一些栗子:·图你啥?你合作的客户为什么想来找你,除了你自己的优点以外,他的诉求是什么?刚才自知的连环问其实都可以再映射回到对面,好好想想整理一下。如果两边连这些东西都互相理解不了,那对接交流永远会停在水面上,打三五年交道也是白搭。·他是谁?你要合作的雇主/客户等目前的状态为何,他们是如何运行的,目前有什么事情/顾虑?——在这里注意一条,尽量去理解人家的思路,不要把自己的逻辑去套人家,那叫一厢情愿。而且我觉得尤其是在你是合作中的相对弱势一方,知道自己有很多缺点/待提升方面的时候,还不愿意去深入了解理解对方,还拿着自己的观点去套去硬套对方去分析,真的是……我不评论了。·谁来抢?这个项目的竞争者的情况如何,敢不敢把自己放在台秤上和这个竞争者仔细分析对比一下看看互相的优劣势 ?在合作方眼里,你和你的对手相比如何?可能会让合作方怎么做选择?·得问你以为,别老我以为——以及和第一点的结合关联:你觉得自己的优点,在对面的人眼里是不是?假设对面的人一定程度上站在了比你更高的信息高地上,那更大概率的是需要你去谦虚的去问对方一些具体的看法,而不是你自己一厢情愿的认为:啊我有ABCDE的优点你一定要注意啊,孰不知其实人家之所以还愿意和你聊其实都是因为你的FGHIJ还可以,ABCDE人家很可能压根就没看上,你还在这不停的卖力的宣传人家没看上的点。就很尴尬。 图片摘自《武林外传》3)相互:对于关系与环境的认识这一条可以理解为基于以上两条的一个概括,对于关系的动态发展的理解,以及对于更大环境的一个了解。这块的东西,很多其实就是各种商学院/战略/管理公 众号上抄过来的,不过我觉得结合行业的具体的情况来看,也是一件挺有意思的事情。·看清楚大环境:比如你要融资,2021年12月和2022年12月是一个样的状态吗,能要一样的估值吗?看看特斯拉的股价自己体会一下。顺便引申一下,你客户的情况现在如何?需要供应商如何配合,需要什么,你可以提供什么?再比如你要找工作,同样现在与躁动的21年年中也是完全不同的状态。·此一时彼一时的事多了,比如:这两年的材料供应链,一下子就成了爷爷,因为一下子变成卡脖子的了呀。锂矿,前几年大家都不投,现在就高攀不起,而且这玩意供需变化要的缓冲时间还长,这两年除非需求变化比较明显(比如:乌鸦嘴一下明年一下子新能源车市场不好了),那可能近期没法大降(不过近来需求侧似乎有些变化的可能?不把话说死,走着看先)。·不要刻舟求剑:你当然有可能之前很优秀,成功过,误把自己当年的成功经验当作核心参考一直用下去,可能麻烦就大了。别忘了那个故事:大家来到顶层是因为坐了电梯,不是因为你在电梯里俯卧撑和高抬腿跳。而且还要考虑到一点,当年的中国发展相对粗放,很多路子可以行的通,但是以后整体会越来越“卷”,产业升级的路线又是新能源行业的必经之路,你不搞的精细点,想成功突围,难的。总之:正确审视好行业的环境,相互之间的关系。你要是有稀缺,恭喜,你要是走在了时代发展的方向上,恭喜。但是这些东西不是一成不变的,嗯,可能对于未来来说,唯一不变的东西就是变化。 图片来自网络4)机会与运气这个都不用太具体的进一步提炼或引申了,本身就够直白清楚。那稍微扩展和具体化一下。·正巧得有坑:有时有人/有的企业就是运气好,想干成一个项目的时候,客户正好有个合适的机会就来了,而如果这两年人家客户就是不开项目,你就只能干瞪眼。不是因为你不优秀,就是因为此时没坑。以及这个对于个人求职其实很多时候甚至更适用——对面满了,就是你专业对口我又咋招你?以及想切换赛道的人,更要考虑好这一点,如果对面招不到特别合适的人又急需,才可能退而求其次,才会给你来边学边干提供机会。话说近来有不少想转行的人来问我怎么转,可说你说我哪知道你身边有什么具体的机会呢?还是得靠你自己去积极的找。·平常心对待:当然想下海的时候,想冒险的时候,谁都憧憬着挣大钱走上人生巅峰,但是真出来干才知道,冷暖自知,有的人就是运气好,有的人就是点背。我想说的是,挣到了不要得瑟,没挣到也没有关系,过好每一天,乐观开朗点,日子怎么过不是过呢?·要保持积极:还是一开始说的,如果你积极,不见得一定会有好机会,但是起码来的时候你可以把握住。但是你天天丧的一笔,那就是机会来了你肯定也拿不了。对于一个人,一个组织都是一样:坚持学习,拥抱变化,时刻了解外部,伺机而动,在不断自我提升中去寻找发展的机会。 图片来自网络小结22年已经过去,新的一年即将到来,不管怎么样,明天的可能性永远是其最有魅力的体现,而对于我们来说,为了未来不断努力奋斗,在行业发展中实现自己的价值,为中国的产业发展能贡献一份力自然是非常有意义的(当然相对应的行业也不会亏待各位)。而对于个人,组织,如何可以更好的达成这个目标呢?希望本文这点鸡汤可以对你有些启发。声明本人完全只来自个人观点,不代表任何企业、组织、机构的立场。来源:弗雷刘

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