登录
首页 > 旅游风景 > 平均1秒一个电芯!宁德时代吴凯揭秘电池极限制造如何与人工智能融合

平均1秒一个电芯!宁德时代吴凯揭秘电池极限制造如何与人工智能融合

发布时间:2023-12-10 19:56:05 发布用户: 15210273549

“电池制造有8大难点——极精密要求、极快速度、极高一致性、极低缺陷率、极高柔性、极高安全、极低成本、极高洁净度。”

12月8日,在于海南举办的2023世界新能源汽车大会中,宁德时代首席科学家吴凯发表了《电池极限制造与人工智能技术融合的实践与思考》演讲,介绍了当前动力电池产业极限制造与人工智能相结合的趋势,以及对相关问题的思考。

动力电池产业为何需要极限制造?

随着新一轮科技革命孕育兴起,电池极限制造迎来新的发展机遇。

今年以来,在全球电动化全面加速的背景下,中国电池产业继续突飞猛进。“今年虽然也面临了一些困难,但是电池产业雪厚坡长,应用前景广阔。”吴凯说。

数据显示,我国11月的新能源汽车渗透率已经接近40%,今年欧洲的新能源汽车渗透率大概在15%左右,美国的新能源汽车渗透率基本稳定在9%以上。受益于此,吴凯认为,电池产业大概率也将从GWh时代正式进入TWh时代。

在吴凯看来,正是由于电池的大规模应用,对电池的生产制造提出了更高要求。

“传统制造业的6Sigma质量标准要求,是指每百万个产品当中,允许出现1-3个不良品,这在传统制造业中已经是比较高的水平了,像手机、芯片也都是这个水平。”吴凯说,“但一辆汽车底盘上,会安装上百个上千个电芯,每一个单元都是一个独立的单元,任何一个单元出现问题都可能会发生危险。从安全角度来看,按照传统制造业原有的6Sigma质量标准,已经无法满足新能源汽车、大巴等驾乘场景对于安全性的要求。”

为此,宁德时代在业内率先提出了极限制造。

据吴凯介绍,这首先体现在极高的生产效率。值得一提的是,就在今年10月底,宁德时代的贵州基地投产,产线从投料到电池成品的流程,可实现平均每秒一颗电芯,2.5分钟内完成一个完整的电池组,单线产能达到10GWH。而据介绍,目前日韩电池企业最高可达到3到4GWH。

宁德时代的贵州基地

其次是极快的柔性制造,换型时间最短不到3天,以快速满足越来越多的新能源车企的个性化需求。

最后是极优的质量控制,对不良品的要求上升到十亿级,也就是每十亿个产品当中,才允许出现1-3个不良品,也就是PPB级产品缺陷率。

“在极限制造体系下,宁德时代收获了行业里仅有的两座灯塔工厂,但是仍然希望能够向0缺陷率更进一步。而计算机视觉、机器学习、云计算、大数据等人工智能技术是我们继续提升极限制造体系的关键手段。”吴凯说。

人工智能技术如何在电池极限制造中应用?

在吴凯看来,将电池制造技术与人工智能技术相融合有诸多难题。

一方面,锂电池制造属极精密超高速的控形控性制造,制造装备的性能直接决定电池质量。十几年前,全球基于消费类电池的制造工艺和设备,都无法满足动力电池大规模高一致性制造要求。

对此,宁德时代先后研制了匀浆系统、激光焊接设备等系列动力电池高端制造装备实现了国产化替代。研制出宽幅涂布装备和高速卷绕装备,设计开发了极耳成型机、连续辊焊机等装备,关键装备全球领先,填补了国际空白。

另一方面,将人工智能技术融入电池极限制造的难度还在于,“电池到现在依然是一个非标产品,例如宁德时代服务了全球几乎所有的主流车企,不同车企、不同品牌车型所需要的的动力电池在尺寸、性能要求上都不尽相同。”吴凯说。

为了满足敏捷且多样化的电池供应需求,宁德时代创新了全流程虚拟仿真加速柔性制造。利用计算机技术和虚拟现实技术,将实际生产工艺过程模拟成虚拟环境,以此来验证工艺流程的可行性,提前发现并解决潜在的问题,从而大幅提升成产效率。

此外,产品缺陷检测也是个难题。在超高速的生产环境下,去发现材料表面上微米级的缺陷是很难的,为此,宁德时代发明了多帧照片微米级精度融合处理技术,定义了超过 200 类工艺缺陷,构建了全球最丰富的动力电池缺陷数据库,还将AI 图像缺陷检测引入到锂电行业,AI 图像缺陷检测通过不断学习和优化算法,提高检测的准确性和稳定性。

不仅如此,宁德时代创建了全流程智能测控系统。以仿生可视化巡检替代人工巡检,全生产流程设置超6800个质量控制点,铺设4万余个图像传感器,全面监控生产设备,实时捕捉产品状态。

在此基础上,运用AI图像算法对产品外观和尺寸的高精缺陷作出判断,提前预警质量偏差,并迅速反馈至控制设备进行优化,确保每组电池出仓前均经过100多道检测工序、平均追溯数据超1万项,最大程度避免产品缺陷。

而在运维方面,宁德时代构建了装备智能健康管理与预测性维护系统,通过多种传感信息融合,包括时空信息的关联,识别出来主要关键设备的性能衰退,预测精度>98%。对关键装备,可实现48小时提前预警。

工程人员可以根据设备状态,安排合理的维保。使得我们的产线近乎零停机时间。同时,实时监测各个设备,可以降低人工巡检的工作量。因为有大量的数据可以快速地排查,哪些地方需要关注,精准规划备品备件。

电池未来极限制造走向何方?

据吴凯介绍,在智能化方面,未来一系列智能技术的研发和导入,将实现电池生产从决策到执行整个过程的智能化,减少人员操作导致的不一致,提高控制精度、效率,降低成本。安全质量方面,将通过精益化物料、数字化工艺设计、全流程质量追溯等手段,确保缺陷产品不漏杀。

针对低碳要求,企业要积极采用绿电,从厂房到工艺到设备均大力推广节能降耗技术,循环使用各种能源,并通过综合能源管理系统对各方面能耗进行监控分析,加快节能降耗新技术的开发应用。另外,设备的一体化设计和标准化,以及工厂完全自动化也是未来的方向。

“当前,人工智能技术正在以惊人的速度发展,其强大的计算能力和智能分析能力正在为电池制造带来巨大变革。”吴凯最后表示。

新闻热点更多>>

如何给孩子一个精彩假期?东风标致新5008给你更多出行灵感 比对手更卷 为何起亚新K3特别版才是舒适最优选? 阿尔法罗密欧真憋了个大招,这款新车一看就很难忘记 世纪联姻!华为拿下全球最大车企,中国智驾出海指日可待 新车上市,是一场局部战争。但哪怕战火只是烧到局部,那也是由很多场战役组成的 二次上市海量交付,不提“遥遥领先”的智界S7依然处处领先 极狐汽车达尔文2.0技术品牌发布,揭示全栈生态自进化技术体系 进口路虎56.8万降到35万,2.0T/3.0T+8AT+全时四驱,宝马X3变备选 智界S7亮相华为鸿蒙生态春季沟通会! 纯电轿车巅峰对决,极氪007与小米SU7狭路相逢,双7谁更可期? 积极响应政策号召,置换补贴至高5万,岚图懂技术更懂用户 纯电轿车巅峰对决,极氪007与小米SU7狭路相逢,双7谁更可期? 上汽大众一季度销量26.5万辆 同比增长11.4% 20万左右买合资纯电SUV,起亚EV5哪款更划算 汉德王占朝:3.5吨新能源集成桥已占市场份额超过70% 硬核对比:比亚迪宋L与小米SU7孰美?原创国潮VS高仿超跑 2024年3月集中投诉盘点欧尚X7 PLUS车机何时升级 小米智己疯狂博弈 联合演绎车圈宫斗剧 小米三发微博怒怼上汽智己,这泼天的流量刘涛总该如何应对 3月汽车销量榜单 奇瑞批发量超一汽-大众 特斯拉中国上榜 3天就破2万辆,元UP保姆级导购手册来了 朱华荣亲自坐镇,阿维塔高端化之路能成么? 直接给老车主退钱!阿维塔12新款上市玩大了? 理想L6即将上市,丰田将继续和华为合作 “超级智能轿车”智己L6正式发布,售价23万元~33万元 吉利中国星安全试炼营开营,成功挑战“极限五连撞”“魔鬼秋千”试炼 全新揽胜运动版纵行天府之国 分体大灯和混合动力,全新一代奥迪Q3路试谍照曝光 周鸿祎:小米告诉我们,买车做好营销或许比卷配置更有用 因标错参数,智己“被迫”向小米公开道歉,实在是得不偿失
Copyright 2009-2023 奥运星编程网 版权所有  京ICP备18049689号-19