Principios y proceso de construcción de fábricas de baterías

Principios básicos de la construcción de fábricas de baterías de almacenamiento de energía

La construcción de plantas de fabricación de baterías de almacenamiento de energía tiene en cuenta principalmente la seguridad, la tasa de cualificación, la eficiencia, la flexibilidad del sistema y la velocidad de construcción de la fabricación de baterías bajo la condición de rendimiento de la batería, con el fin de adaptarse rápidamente a la demanda del mercado y aportar los mayores beneficios económicos.

Condiciones para la producción masiva de acumuladores de energía

Con el fin de satisfacer la creciente demanda del mercado de baterías de almacenamiento de energía, la forma de garantizar la producción en masa de baterías de almacenamiento de energía es una cuestión importante que hay que considerar en la actualidad. Alta calidad, alta seguridad y bajo coste: este es el objetivo que la industria persigue desde hace tiempo en la producción de baterías de almacenamiento de energía, y también es la clave para garantizar la producción en masa. También es lo que TYCORUN ENERGY fabricante de baterías de iones de litio odm siempre le ha dado importancia.

Teniendo en cuenta las capacidades de soporte de la tecnología, los materiales y los equipos actuales de las baterías, la fabricación inteligente a gran escala de baterías de energía debería cumplir las siguientes condiciones básicas:

● Simplificación de los modelos de producción: 1-2 tamaños, especificaciones y modelos producidos por una única línea de producción;
● Capacidad de fabricación de toda la línea: más de 4GWh, la capacidad de producción de un solo dispositivo no es inferior a 0,5-1,0GWh; Tasa de aprobación de fabricación: más de 96%;
● Índice de utilización del material: más de 95%;
● Coste de fabricación: 0,08-0,1 RMB/Wh;
● Control de seguridad, medio ambiente, indicadores de protección medioambiental, control de indicadores de consumo energético y medidas de optimización;
● Digitalización de material entrante, digitalización de procesos, interconexión de redes de equipos, optimización de big data.

Descomposición del tipo cualificado de fabricación

La fábrica de pilas de almacenamiento de energía se divide principalmente en seis módulos. La tarea principal del diseño de la batería de almacenamiento de energía es seleccionar una estructura de batería razonable, con el objetivo del índice de tasa de aprobación, de acuerdo con la dificultad del control del proceso y los posibles objetivos, el objetivo general de tasa de aprobación se descompone en módulos principales de acuerdo con el principio de los factores influyentes centrales, y se determina la capacidad del proceso (CPK) de las características clave del producto KPC (Key Product Characteristics) del módulo, luego se descompone aún más CPK en el proceso central en el módulo, que es una descomposición de arriba a abajo.

A continuación, en función de las características clave de control KCC (Key Control Characteristics) de cada método de proceso, se analizan exhaustivamente el valor de la capacidad de control del proceso CPK y la inversión en equipos que puede alcanzarse.

El cálculo global de la inversión en equipos de toda la línea y la capacidad de garantía, fiabilidad y estabilidad de CPK de cada punto de control del proceso pueden lograr la optimización de la inversión en equipos y la calidad de fabricación. El desglose del índice de aprobación de fabricación de baterías de almacenamiento de energía se muestra en la siguiente figura.

Descomposición del objetivo de tasa de cualificación para la fabricación de baterías de almacenamiento de energía

En la planificación de equipos, el CPK suele descomponerse y equilibrarse en función de la dificultad del control de calidad del proceso y del coste de entrada de la línea de producción, y se optimiza iterativamente hasta lograr el mejor diseño. Es decir, la misma inversión para conseguir la mejor calidad; o la mínima inversión en equipos bajo la premisa de garantizar los requisitos de calidad, teniendo en cuenta también la capacidad de producción global de los equipos y las líneas de producción.

Dado que estos dispositivos son suministrados por distintos fabricantes, también adoptan muchos protocolos y estándares diferentes, y están orientados a diversos requisitos de aplicación. Por lo tanto, la integración de una fábrica inteligente no sólo debe combinar diferentes productos suministrados por distintos fabricantes, sino que también debe contar con métodos científicos que permitan su interconexión e interoperabilidad sin conflictos. Y lo que es más importante, todo el sistema debe lograr un rendimiento óptimo del sistema, el menor coste, la mejor calidad de los productos fabricados y una fácil ampliación y mantenimiento en el futuro.

Principio de selección de los equipos de producción de acumuladores de energía

(1) Principio de selección del equipo
La selección de equipos de producción de baterías de almacenamiento de energía debe seguir los siguientes principios: avance tecnológico, adaptabilidad de la producción, racionalidad económica, compatibilidad mutua y facilidad de uso hombre-máquina. Entre las empresas de equipos de baterías relacionadas se incluyen las 10 principales empresas de equipos de producción de baterías de litio en China.

(2) Amplia selección de equipos
El equipamiento sirve para mejorar la tasa de cualificación de la fabricación y la eficiencia de la fabricación. La inversión en equipos afecta a la calidad de los mismos, y la tasa de cualificación de la fabricación de baterías también es alta. Como se muestra en la siguiente figura, el eje vertical representa el coste (coste de entrada del equipo, y el cambio en la tasa de aprobación provoca un cambio en el coste), y el eje horizontal representa la tasa de aprobación.

La curva ① de la figura es la curva de inversión en equipos. La curva ② reduce la pérdida de costes debido al aumento de la tasa de aprobados; ③ es la combinación de las curvas ① y ②. Se puede observar que la curva ③ indica que el insumo en equipo aumenta, la tasa de aprobación aumenta y el coste integral disminuye gradualmente.

Sin embargo, con el aumento de la entrada de equipos, la tasa de aprobación es limitada, y el grado de reducción de la pérdida de residuos se reduce gradualmente, por lo que el coste global aumentará gradualmente. En resumen, existe un punto óptimo en la entrada de equipos y el coste, que es la mejor opción para la entrada de equipos.

① Curva de entrada de equipos ② Pérdida de calidad causada por la fabricación no cualificada ③ Curva de coste global tasa de cualificación y entrada de equipos, pérdida de fabricación.

Proceso de diseño de fábricas inteligentes

La planificación y construcción de una fábrica inteligente es una ingeniería de sistemas muy compleja. Cómo diseñar una fábrica inteligente de baterías de litio es también un problema difícil. Se requiere un análisis detallado y la planificación, después de una revisión detallada del plan del proyecto, y luego a la aplicación y el diseño del plan. El proceso de diseño de la fábrica inteligente se muestra en la siguiente figura.

Proceso de diseño de fábricas inteligentes

La planificación y el diseño de una fábrica inteligente de baterías de almacenamiento de energía suelen dividirse en seis pasos;
1) La aportación total de la fábrica inteligente es la estrategia de desarrollo de la empresa.
2) En primer lugar, realizar un estudio y un análisis detallados del mercado para determinar los campos de aplicación de los productos del proyecto.
3) De acuerdo con las necesidades identificadas, a la altura de la fábrica inteligente, diagnosticar y evaluar la organización de la empresa, el modelo de gestión, el proceso empresarial, los medios técnicos, el desarrollo y la utilización de datos, etc.
4) De acuerdo con el posicionamiento del producto y los objetivos de la fábrica, llevar a cabo el diseño del producto de la célula de la batería, y diseñar los parámetros básicos de la célula de la batería.
5) Revisión del plan del proyecto, incluida la revisión del presupuesto de inversión del proyecto y la viabilidad del plan.
6) Confirmar el plan de proyecto y el plan de ejecución del proyecto, e implantar el responsable y el equipo del proyecto global y de los subproyectos.
La idea general del diseño se muestra en la siguiente figura.

Ideas inteligentes para el diseño de fábricas

El proceso principal consiste en llevar a cabo el diseño de la configuración de selección de materiales, el diseño de la batería, el diseño del proceso, la selección de equipos, el desarrollo de equipos y la fabricación de acuerdo con los requisitos de rendimiento de la batería. Otros son procesos de diseño auxiliares.