平均1秒一个电芯!宁德时代吴凯揭秘电池极限制造若何与人工智能融合_宁德_电池
12月8日,在于海南举办的2023天下新能源汽车大会中,宁德时期首席科学家吴凯揭橥了《电池极限定作与人工智能技能领悟的实践与思考》演讲,先容了当前动力电池家当极限定作与人工智能相结合的趋势,以及对干系问题的思考。
动力电池家当为何必要极限定作?
随着新一轮科技革命孕育兴起,电池极限定作迎来新的发展机遇。
今年以来,在环球电动化全面加速的背景下,中国电池家当连续突飞年夜进。“今年虽然也面临了一些困难,但是电池家当雪厚坡长,运用前景广阔。”吴凯说。
数据显示,我国11月的新能源汽车渗透率已经靠近40%,今年欧洲的新能源汽车渗透率大概在15%旁边,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,电池家昔时夜概率也将从GWh时期正式进入TWh时期。
在吴凯看来,正是由于电池的大规模运用,对电池的生产制造提出了更高哀求。
“传统制造业的6Sigma质量标准哀求,是指每百万个产品当中,许可涌现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,任何一个单元涌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,已经无法知足新能源汽车、大巴等驾乘场景对付安全性的哀求。”
为此,宁德时期在业内率先提出了极限定作。
据吴凯先容,这首先表示在极高的生产效率。值得一提的是,就在今年10月尾,宁德时期的贵州基地投产,产线从投料到电池成品的流程,可实现均匀每秒一颗电芯,2.5分钟内完成一个完全的电池组,单线产能达到10GWH。而据先容,目前日韩电池企业最高可达到3到4GWH。
宁德时期的贵州基地
其次是极快的柔性制造,换型韶光最短不到3天,以快速知足越来越多的新能源车企的个性化需求。
末了是极优的质量掌握,对不良品的哀求上升到十亿级,也便是每十亿个产品当中,才许可涌现1-3个不良品,也便是PPB级产品毛病率。
“在极限定作体系下,宁德时期收成了行业里仅有的两座灯塔工厂,但是仍旧希望能够向0毛病率更进一步。而打算机视觉、机器学习、云打算、大数据等人工智能技能是我们连续提升极限定作体系的关键手段。”吴凯说。
人工智能技能如何在电池极限定作中运用?
在吴凯看来,将电池制造技能与人工智能技能相领悟有诸多难题。
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,环球基于消费类电池的制造工艺和设备,都无法知足动力电池大规模高同等性制造哀求。
对此,宁德时期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,设计开拓了极耳成型机、连续辊焊机等装备,关键装备环球领先,补充了国际空缺。
另一方面,将人工智能技能融入电池极限定作的难度还在于,“电池到现在依然是一个非标产品,例如宁德时期做事了环球险些所有的主流车企,不同车企、不同品牌车型所须要的的动力电池在尺寸、性能哀求上都不尽相同。”吴凯说。
为了知足敏捷且多样化的电池供应需求,宁德时期创新了全流程虚拟仿真加速柔性制造。利用打算机技能和虚拟现实技能,将实际生产工艺过程仿照成虚拟环境,以此来验证工艺流程的可行性,提前创造并办理潜在的问题,从而大幅提升成产效率。
此外,产品毛病检测也是个难题。在超高速的生产环境下,去创造材料表面上微米级的毛病是很难的,为此,宁德时期发明了多帧照片微米级精度领悟处理技能,定义了超过 200 类工艺毛病,构建了环球最丰富的动力电池毛病数据库,还将AI 图像毛病检测引入到锂电行业,AI 图像毛病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,宁德时期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个质量掌握点,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。
在此根本上,利用AI图像算法对产品外不雅观和尺寸的高精毛病作出判断,提前预警质量偏差,并迅速反馈至掌握设备进行优化,确保每组电池出仓前均经由100多道检测工序、均匀追溯数据超1万项,最大程度避免产品毛病。
而在运维方面,宁德时期构建了装备智能康健管理与预测性掩护系统,通过多种传感信息领悟,包括时空信息的关联,识别出来紧张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。
工程职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韶光。同时,实时监测各个设备,可以降落人工巡检的事情量。由于有大量的数据可以快速地排查,哪些地方须要关注,精准方案备品备件。
电池未来极限定作走向何方?
据吴凯先容,在智能化方面,未来一系列智能技能的研发和导入,将实现电池生产从决策到实行全体过程的智能化,减少职员操作导致的不一致,提高掌握精度、效率,降落本钱。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,确保毛病产品不漏杀。
针对低碳哀求,企业要积极采取绿电,从厂房到工艺到设备均大力推广节能降耗技能,循环利用各种能源,并通过综合能源管理系统对各方面能耗进行监控剖析,加快节能降耗新技能的开拓运用。其余,设备的一体化设计和标准化,以及工厂完备自动化也是未来的方向。
“当前,人工智能技能正在以惊人的速率发展,其强大的打算能力和智能剖析能力正在为电池制造带来巨大变革。”吴凯末了表示。
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