比亚迪全固态电池技术综合解析

2024年德国 Fraunhofer 研究机构发布了一篇名为《The Power of Digitalization in Battery Cell Manufacturing》的白 皮书，全文共48页，具体介绍了电池生产中的数字化应用，对电池生产的效率及成本有所贡献。为了让更多的小伙伴了解其中的内容，笔者会在近期对这份白皮 书进行翻译，欢迎感兴趣的小伙伴一同阅读交流。以下为第一部分译文。内容概要 数字化在应对大规模电池生产的挑战方面发挥着至关重要的作用。本白皮 书概述了数字技术和用例，介绍了行业专家调查的结果，并举例说明了7个高影响力用例的电池生产成本建模结果。 电池和数字化专家应邀参加了一项在线调查，旨在收集有关数字化制造解决方案如何提高电池生产的主要成本驱动因素的见解。输入被集成到Gigafactory模型中，当电池制造商采用其中一个用例时，该模型可以量化成本和可持续性改进。研究结果表明，在电池制造中，极片生产是数字化的主要受益者，其次是电池后工序。装配过程在通过数字化改进的潜力方面排名第三。参与调查的行业专家认为，主要的生产成本驱动因素首先是材料废品率。研究结果量化并肯定了数字化的多方面优势，包括提高产品产量、减少机器停机时间和提高能源效率。 数字化的具体用例涵盖了工厂的不同生命周期，详细分析了它们对运营、可持续发展和成本领域指标的影响。数据显示，与基准方案相比，实施预测性质量和可追溯性解决方案是将电池材料废品率降低10.3%的最有效杠杆。预测性维护可以使机器正常运行时间增加7.2%，而能源管理解决方案可以减少9.3%的能源消耗和相关排放。采用虚拟优先方法的仿真用例，如数字生产计划、虚拟调试和物料流建模，有助于消除电芯制造操作的瓶颈，并实现适度的生产成本节约。 在年生产能力为40GWh 的锂离子电池超级工厂中，经过最佳调查的用例可以将电池生产成本降低约0.8%，这意味着每年可能节省3000万美元。当考虑到数字解决方案的初始投资和运营成本时，所有用例在运营几年后都会产生净现金流。主要基于软件的解决方案展示了可伸缩性和易于实现，而具有更大硬件强度的应用程序则需要在投资回收期方面进行更严格的审查。 本研究强调，数字化为电池制造商提供了竞争优势，但数字化制造用例的成本和收益必须根据其经济优势进行仔细分析和评估。本研究概述的方法有助于电池制造商做出有根据的决策，作为指导电池行业走向可持续和有影响力的数字化转型路线图的指南针。 关键发现 极片生产成为数字化的主要受益者 在减少废料、能源优化和维护效率方面具有巨大的潜力，从而显著降低了0.8%的成本，减少了环境足迹。 数字技术降低了电池制造成本 该分析将废品率确定为电池制造中主要的成本驱动因素。数字技术，特别是可预测的质量和可追溯性脱颖而出，因为它们能够大大降低废品率，相对于基线数据分别降低6.1%和10.3%。预测性维护有望减少7.2%停机时间。 跟踪和优化驱动可持续性收益 能源跟踪和优化在推进可持续发展目标方面发挥着至关重要的作用，有助于节约能源，可能减少约9.5%的能源使用和排放。这与更广泛的行业环境责任和效率目标一致。虚拟调试和可追溯性每年为电池制造节省3000万美元 白皮 书阐述了数字化的经济效益，强调了材料和制造过程成本的降低。值得注意的是，虚拟调试和可追溯性在电池成本降低方面具有最大的潜力，在典型的Gigafactory中，可降低约0.8%的成本或每年节省3000万美元。 战略性的方法可以带来最大的价值 该研究为数字技术的部署提供了战略见解，提出了基于制造工厂生命周期阶段的优先方法。推荐基于软件的解决方案，因为它们具有可伸缩性和较低的初始投资，而更复杂的硬件密集型应用程序需要谨慎的财务考虑，但从长远来看可以增加最大的价值。 目录 序言 数字电池制造-宏观分析 数字技术 行业专家调查 详细选择用例 结果概述 摘要及主要调查结果素材来源：《The Power of Digitalization in Battery Cell Manufacturing》来源：小明来电