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新能源锂电制造背后的未来“智造主力”— 库卡AMR工业移动机器人
来源:库卡 | 作者:库卡 | 发布时间: 55天前 | 234 次浏览 | 分享到:
在智能化、电动化为核心的市场趋势和政策支持多种因素驱动下,中国新能源汽车市场正以惊人的速度迅猛发展,进入爆发式增长的崭新阶段。

在智能化、电动化为核心的市场趋势和政策支持多种因素驱动下,中国新能源汽车市场正以惊人的速度迅猛发展,进入爆发式增长的崭新阶段。

1%、5%、13.4%、28.5%—这四个数据分别针对2015年、2020年、2021年及2022年中国新能源汽车的市场渗透率。从2005年到2015年,用时十年渗透率才突破1%,从1%到5%用了近5年,从5%突破10%仅用了一年,而从10%飙升至近30%,仅用了几个月时间。

在这里不得不提中国汽车品牌的骄傲——比亚迪,11月16日比亚迪迎来了300万辆新能源汽车的下线,这既是比亚迪发展历程中的一个重要里程碑,也是中国从“汽车大国”迈向“汽车强国”提供了有力证明,助力实现“双碳”目标,为推进全球绿色出行蓄势赋能。中国通过新能源汽车领域的技术突破和产品创新弯道超车将成为全球引领者。

- BYD -

(图片来源:比亚迪官网)

新能源汽车上下游产业链主要包括电池、电控、电机、电驱动零部件以及新能源充电装备领域。电池作为新能源汽车核心部件,随着行业的飞速发展,产业变革最为明显,各大车厂对锂电池等储能技术的研发和生产投入都进一步加大。

锂电行业

2018年全球锂电市场进入高速发展期,动力电池产能约占全球70%的中国正处于新一轮能源革命的中心,随着锂电池的需求量越来越大,锂电池上下游的产能都在爆发式增长。相关数据统计,2021年中国锂电池出货量为327GWh,同比增长130%。预计2025年中国锂电池市场出货量将超1450GWh,未来四年复合增长率超过45%。

锂电生产工艺比较复杂,各个生产环节中涉及非常多的专用设备,工业机器人、移动机器人、机器视觉及其他自动化设备的应用进一步提升了锂电生产的自动化、智能化程度,保证生产出来的锂电池具有安全性、可靠性和较好的一致性和直通良率。

今天我们就来讲讲AGV/AMR逐渐在锂电生产中发挥的重要作用。

首先我们需要了解锂电生产需要涉及到的具体工艺流程的物流环节,锂电池生产工艺主要包括前段工序、中段工序和后段工序。

1前段工序

前段工序,主要指的是级片制作,主要包括搅拌、涂布、辊压和分切四个环节。在锂电生产中,前段工序是非常重要的,约占整个电池生产工序的40%以上。来料的开包、搬运、换卷及线边转运都可以用AGV/AMR替换传统人工。

首先,在锂电原材料仓库中,锂电原材料主要以吨袋形式存储。其大载重的应用场景即便是应用半自动设备,人的劳动强度依然很大,并且部分场景存在一定的机械伤害风险。此时应用AGV/AMR则可以有效解决上述问题,降低人员劳动强度,提升搬运效率。

其次,前工序段的涂布、辊压、分切机台自动上下料可以采用对接精度高的AMR来完成无人化的精准对接,但需要根据客户具体场景,进行车型定制化;同时原材料、极卷的搬运频次高,对AMR的调度、节拍、准确率有很高的要求;AMR需要应对较大的环境变化率、复杂的人机混行、高洁净度环境,这些不同程度的挑战。这也对AMR厂家们的技术与产品可靠性提出了很高的要求。

2中段工序

中段工序,主要包括电芯的卷绕/叠片和电芯注液。在制芯过程中,传统模式是由人工进行上下料与卷绕叠片机对接,不仅效率无法保证,也会存在安全风险,更重要的是柔性化不足。

采用AGV/AMR自动搬运和对接,就可以解决上述问题,不仅可以满足精准对接的要求,适应高洁净环境,跨区域、跨楼层都不在话下。凭借AMR的高精度、高环境感知、高柔性及高效率的特点,助力无人化上下料、搬运自动化、包装自动化及仓储物流智能化。

3后端工序

后端工序,主要包括封装、化成分容、测试分选、模块装配、PACK组装以及成品入库等环节。这个阶段,涉及到的工序比较多,AGV/AMR可以起到不同工序间的转运和接驳,让各工序可以更有序高效流转。尤其体现在后端的Pack线及成品入库环节,标准负载AMR和重载AMR及叉车AMR在这个环节发挥了重要作用,大大降低了人工压力。

近两年锂电池技术迭代不断加快,工序复杂繁多,CTP技术3.0、刀片电池、短刀电池、4680大圆柱电池,以及不同的模组设计结构,都促使到锂电行业自动化产线向差异化、柔性化趋势发展。

由于需求类型的不同,订单往往以多批次、小批量的形式出现,此时具有高柔性的移动机器人AMR + 软件系统平台恰恰能够适应这种变化,应对不断变化的市场需求,更灵活多变的产线布局、更高效快速的节拍,锂电制造将往自动化、智能化和柔性化的方向发展。

在锂电原材料仓库,锂电原材料化学成分多且密度高,加之其特殊性,需要移动机器人AMR进行锌、铜、镍防磁性异物处理,同时也要求AMR具有更高的安全性、可靠性、稳定性。

宁德时代锂电池极片生产车间

(图片来源网络)

在生产车间,工件流量大、物理空间有限的车间中AMR要面对高流量、多任务、多场景协同作业的挑战。这不单单对AMR的硬件稳定性和单体智能提出高要求,也需要有一套强大的软件调度系统来处理集群协作问题。这就更进一步要求AMR厂家需要提供稳定可靠的硬件产品,同时还要提供具有强大AI算法的群体智能调度系统。

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