发挥工业互联网效能赋能锂电池产业链供应链发展

发稿时间: 2023-01-12 09:55 来源:人民邮电报 作者:中国信息通信研究院 张群 安艺波 2023-01-12
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当前,绿色低碳成为全球经济结构调整的重要趋势,新能源汽车产业和动力电池需求猛增,对锂电池提出更高需求,但仍面临“断链”风险提升、研发制备成本高、安全事故频发、废旧电池环保危害等问题。工业互联网通过赋能供应链稳定高效、高水平智能生产、电池实时监测管理及梯次利用及回收,助力锂电池产业链供应链更加安全、高效、绿色、智能。

锂电池产业链供应链存在风险与挑战

据统计,2020年中国锂电池产能占全球的77%,居全球第一,但整体来看,锂电池行业当前还存在安全、绿色、效率等瓶颈。

当前,锂电池供应链风险凸显。三元锂电池的正极材料锂、镍、钴资源储备低,国际局势变化引发原材料价格震荡,锂电池产业链供应链链条长、节点多,存在产能错配、协同性弱等问题。因此,锂电池生产高效性、安全性、一致性亟须提升。电池材料制备效率低、电池生产过程中金属碎屑、粉尘、水等极大影响电池质量甚至短路,生产装配安全压力大、效率低,一致性检测效率低等问题也不容忽视。

值得注意的是,锂电池在使用中的维护管理面临更大安全挑战。除了锂电池维护对热管理提出更高要求之外,与日本、德国等发达国家的动力电池远程监控/交互操作系统相比,国内远程监控系统相对落后,不足以支撑其安全预警需求。除此之外,数据基础薄弱、标准缺失、电池寿命预测、健康度评估等算法模型不完善等问题,都将给锂电池产业链带来更大安全环保隐患。

工业互联网助力消除锂电池产业风险

目前,我国部分锂电池企业探索利用工业互联网进行安全生产和检测并取得积极成效。工业互联网在助力消除锂电池产业风险方面有四大探索路径。

一是工业互联网赋能供应链,降低“断链”风险。锂电池厂商可打造基于工业互联网的供应链预警平台,利用汇聚的数据进行供应链风险识别、评估和预警,助力企业提早应对和布局。开展智慧采购降低储备成本。锂电池厂商可以通过工业互联网平台手机海量信息预测价格趋势,进行削峰填谷操作,平抑价格波动影响。工业互联网助力实现供应链整体协同和体系化智能。企业可构建锂电池全产业链供应链平台,打通供应商、生产商、回收企业、用户等全链条,收集分析原材料、电池组件、废旧电池等数据,实现产能协同、资源优化配置、科学决策等。

二是工业互联网赋能电池安全高效生产。应用工业互联网在生产前段提高电池材料制备效率。在生产中段提高电池生产效率及安全可控水平。例如,蜂巢能源利用工业互联网、大数据等使超声波焊接不良率低于50%。在生产后段,提高产品检测效率,保证一致性。例如,比亚迪应用全自动执行终端、高精度传感器及机器人等使生产线达到工业4.0标准,电芯生产精度公差控制在±1微米。

三是工业互联网赋能电池安全使用。工业互联网可以推动锂电池智能热管理,助力动力电池安全运行。例如,桂林电子科技大学开发动力电池远程监测APP,利用工业互联网平台实现车云协同,助力电池状态实时监测和安全故障预警。

四是工业互联网赋能梯次利用及回收。2021年《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》提出“梯次利用应用商品条码标识”,企业也持续发力标识标准制定、标识应用场景等,中期建立企业及电池标识解析应用服务平台,全面监测记录电池容量、使用状态、故障信息等,为电池状态评估、安全预警及明确标准提供高质量数据。

发挥工业互联网效能赋能锂电池产业发展

目前工业互联网对锂电池行业的赋能作用尚未充分释放,建议从战略引导、完善基础、强化应用等方面着手,助力锂电池产业链供应链更加安全、高效、绿色、智能。

一是强化方向指引。制定工业互联网在锂电池行业应用推进方案,梳理难点堵点。在锂电池集聚区,推进地方政府、行业协会、锂电池龙头企业强化工业互联网投资引导、应用推广。合理利用工业互联网、新能源汽车、工业绿色发展等重点国家战略和政策资源,完善锂电池行业的工业互联网应用生态。

二是完善应用基础条件。支持高精度信息采集、信息处理和分析等传感技术创新,强化区块链存储、加密、共识和跨链等技术突破,助力电池数据上链。统筹利用财政专项、引导基金等,支持锂电池企业进行内网改造,推进设备联网、建设智能化生产线等。推动锂电池龙头企业建设工业云平台,支持上下游企业上云上平台。围绕锂电池智慧供应链、自动化生产、智能检测等重点方向,完善锂电池容量、电压、充电等数据标准,以及互联互通、标识解析等关键技术标准,强化标准应用实施。

三是促进应用开发和推广。依托工业互联网创新中心、国家动力电池创新中心等平台,协同高校院所和相关厂商,通过技术入股等形式加速锂电池工业互联网应用开发和产业化。优先在珠三角、长三角、京津冀等锂电池产业集聚区布局工业互联网应用试点,形成一批典型模式和场景。推动电池工业协会、工业互联网产业联盟等发布行业应用工业互联网的实施步骤、供应商等,为行业提供参考。

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