PDF《电池制造的合作伙伴》

电池制造的合作伙伴 高效的自动化解决方案提供了一流品质和更高的生产力 www.

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1 电池制造的合作伙伴 市场和技术热点 根本性转变 市场和机遇 增值链和过程 自动化技术和专业知识 电动交通产业

2 电池制造的合作伙伴

2 电池制造的合作伙伴 目标市场内的原始设备制造商 汽车 电极 汽车 重工业 储能 电芯 电池组 薄膜 造纸 太阳能 锂离子储能技术 市场

3 电池制造的合作伙伴 相似工艺领域的原始设备制造商正涌入新兴的 电池制造领域 市场和技术热点 根本性转变 市场和机遇 增值链和过程 自动化技术和专业知识 电动交通产业

4 电池制造的合作伙伴

4 电池制造的合作伙伴 全球性大趋势的影响 : 城市化 + 全球温室效应 来自汽车工业的应对措施 CO2 法规 ― 提高了原始设备制造商和用户的 常规驱动成本 降级 ― 同样的性能下,CO2 排放量越小 电动汽车产业模式的改变 ― 城市车辆的使用 正在急剧增长 混合 ― 进一步发展目前的混合动力概念 用户感知 ? 因汽油涨价而出现变化 ? 生态景象相当重要 内燃机的优化 (ICE) ― 传统驱动总成的潜力 尚未完全实现 融资 ― 行业政策性资金支持促进了全球高效 率汽车的生产 全电动驱动 ― 电池电动车 (BEV) 的市场份额 越来越大 来源:德国联邦环境部

5 电池制造的合作伙伴 通过汽车工业根本性转变,开发市场 美国主要通过贷款和援助资金的方式为电动汽车行业提供财政支持 国家总资金支持的 形式 1) 国家总资金支持的 目的 1) 下一个

5 年1) 以千欧元 计的国家资金支持 成熟度 (2010 年4月)1)国家级计划直接为电动汽 车/备选驱动提供资金支 持,未考虑任何地区 / 州 或地方当局计划;

总融资 截止时间

2015 年低极低 异常低 中国 美国 法国 西班牙 英国 德国 南韩 日本 丹麦 爱尔兰 意大利 葡萄牙 贷款,援助资金 援助资金 援助资金 援助资金 贷款,援助资金 援助资金 援助资金 援助资金 援助资金 援助资金 / / 研发 / 生产、基础设施 研发 / 生产、基础设施 研发 / 生产、基础设施 研发 / 生产 研发 / 生产、基础设施 研发 / 生产、基础设施 研发 / 生产 研发 / 生产、基础设施 基础设施 研发 / / 22,187,824 3,337,070 2,181,818 1,390,000 1,324,045 387,727 276,830 208,206 4,701

583 0

0 来源:政府网站、出版机构、麦肯锡

6 电池制造的合作伙伴 电动汽车行业贷款和援助资金的全球性比较 市场和技术热点 根本性转变 市场和机遇 增值链和过程 自动化技术和专业知识 电动交通产业

7 电池制造的合作伙伴

7 电池制造的合作伙伴 ? 传统汽车 从2017/2018 年起开始下降 ?

2016 -

2018 年 hybrid+EV 混合动力电动汽车 开始出现强劲增长 来源:CT、丰业银行、美林证券

2007、全球汽车报告

2008 '

00 10'

000 20'

000 30'

000 40'

000 50'

000 60'

000 70'

000 80'

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000 100'

000

2010 2011

2012 2013

2014 2015

2016 2017

2018 2019 2020Year 汽车生产 p.a. 市场总量(单位:百万) 汽油动力汽车 柴油动力汽车 混合动力汽车 电动汽车 燃气汽车 19% 混合动力电动汽车 (1900 万)6% 电动汽车 (540 万)8电池制造的合作伙伴 2010-2020 汽车生产数据 假设:平均增长(既不悲观,也不乐观) 来源:麦肯锡 3.5 1.8 4.5 16.2 47.5 59.7 1.2 -1.1 -0.6 -13.3

2020 年全球市场保有量 1) (单位:十亿欧元) 典型的 机械组件 新组件 内燃机 驱动、尤其是变速箱 排气系统 油箱 电池 电机 电力电子部件 电缆连接 其它适配器 整个市场 1)全部混合型汽车包含插 电式混合型汽车和电动 汽车 假设: 每300000 欧 元生产收入平均

1 个FTE (全时等量) , 目前, 约为德国供应商占全球 市场份额的 25% ~

750 亿欧元

9 电池制造的合作伙伴 开发典型的和新的汽车组件 来源:波士顿咨询 (BCG) 集团的分析报告

2020 年锂离子电池电动汽车的市场容量 电池生产地点将与我们的汽车市场位于同一区域 HEV RE (LFP) RE (NCA) EV (LFP) EV (NCA) Total

12 2

4 0 0.5 0.1 0.3 0.1 0.4 0.1 0.4 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.0 0.0 0.2 0.0 1.2 0.3 1.1 0.3 10.6 7.7 0.7 0.5 2.0 1.4 3.1 2.0 4.8 3.8 百万 [ 单位 ]

10 电池制造的合作伙伴 最重要的销售区域 来源:亚洲、欧洲和北美所组织的原始设备制造商和供应商访谈录;

麦肯锡分析报告 所承担的锂离子电池成本(每千瓦小时电池组级美元计成本)

750 1,000 1,250 1,500 1,750 2,000

0 250

500 2025

2030 2006

2010 2015

2020 281 $ ~ 1,100 $ ~

720 $ ~

390 $ 图例 高 一般 低11 电池制造的合作伙伴 电动汽车从趋势转变成主流选择这一过程中, 电池成本至关重要 :

220 136

85 54

34 22

15 10

204 120

72 44

27 7

4 3

2 84

47 28

17 10

6 4

2 1

1 1

11 2014

17 2015

2018 598

2019 1020

2010 2011

2012 2013

2016 2017

361 2020

0 100

1020 120

140 160

180 20

200 220

40 60

80 假设:720 MW(5 百万个电芯)=

1 个新电芯厂的平均容量 ~10 亿 个电芯 ?

180 亿 新工厂中的 总投资 Mio. cells p.a. 所需要的电池厂 新电池厂 预测: EVs p.a. 的数量 * 单台汽车的电芯需求量 = 电芯需求总量 p.a. 电芯需求总量 - 可用容 量=添加容量

12 电池制造的合作伙伴 电芯的需求、基于所计划 EV 项目的生产容量、 HEV 需求量 市场和技术热点 根本性转变 市场和机遇 增值链和过程 自动化技术和专业知识 电动交通产业

13 电池制造的合作伙伴

13 电池制造的合作伙伴

5 1

2 3

4 材料制造 阳极材料 电池模块 / 组的装配 将电池组集成在电动 汽车内 电芯生产 阳极 阴极材料 电芯试验 阴极 粘合剂 装配和连接技术 箔片 碳黑 隔膜 隔膜 回火 电解液 电池管理 等. 安全 / 性能测试 电极制造 电芯制造 电池制造 电池集成 原始设备制造商

14 电池制造的合作伙伴 电池制造增值链

5 1

2 3

4 混合 涂布 辊压 干燥 * 分切 / 裁切 * 电极材料的混料阳极: 碳,阴极:锂金属氧化 物,带导电性粘合剂 电极材料的混料作用 在金属箔片的表面. 纵切保证精密的材料 厚度;

阳极:铜阴极: 铝 对电极材料进行挤压, 以将孔隙降至最小 在烘箱内干燥混合材 料 通过高精分切 / 裁切工 艺,切割成一定长度 和宽度的膜片 原始设备制造商 原始设备制造商 * 干燥和分切机 / 裁切机之间的次序也可以相反

15 电池制造的合作伙伴 过程描述 1. 电极生产

10 6

7 8

9 R R 干燥室 装配 化成 / 老化 分级 包装 将隔膜置入

2 个电极 之间.将电极连接至 电极柱和安全组件, 安装好,并密封好外 壳 在清洁室内,添加电 解液. 注意: 与空气中的水分存在毒性反 应!采用逐步增大的电压 进行充 / 放电,以完成 激活过程存储 2-4 周 测试阻抗和容量,并 按测量结果分成 A/B/C 类 贴标签、包装、运输 电芯制造

16 电池制造的合作伙伴 过程描述 2. 电芯装配和测试 市场和技术热点 根本性转变 市场和机遇 增值链和过程 自动化技术和专业知识 电动交通产业

17 电池制造的合作伙伴

17 电池制造的合作伙伴 采用 SIMATIC S7 灵活、高速地控制涂层系统,实现高精密的涂层加工 可以方便地参数化设置例如用于设定点系列、带张紧控制功能的卷绕机 等标准应用. 运行期间, 借助换向卷绕机或者物料存储装置, 可以支持自动换辊, 从而, 实现了更低的废品率 控制器、驱动和电机具备良好的伸缩性,可以适用全部需求和功率额定 值 基于标准以太网之上的 PRFOINET,可以简便、安全地将质量测量系统集 成进自动化解决方案 灵活、双面、间歇式 带式涂层处理,最高速度

100 m/min: 涂层厚度均匀一致:150-300?m 涂层的误差 1-2?m 防止了涂层起始和结束处的堆积效应涂层厚度、单位面积质量和表面结 构等集成式质量检测功能 可选集成式电极辊压处理功能 ( 串联式 ) 存在质量缺陷时,可以快速调整生产过程 高速、稳定的卷筒机驱动 自动换辊 支持工厂网络集成 要求 自动化解决方案 机器 用户获益 涂布 系统 II 干燥机 反向开卷机 连续型 SIMATIC S7 (F) 机器自动化 SINAMICS S120 PROFIsafe PROFINET I/O: ET200 (F) SINAMICS S/G: 辅助驱 动(AC/AC) 例如,用于物料运输或 卷绕机的1FK7 电机系列产品 SINAMICS DCC 卷绕机 SINAMICS DCC Line 张紧控制 SINAMICS DCC RGJ ( 带过冲限制功能的斜坡函数生成器 ) SINAMICS DCC 累加器 标准应用 间歇型 宽带型 间歇式带型 反向卷绕机 涂布 系统 I

18 电池制造的合作伙伴 应用:电极涂布 涂布系统和集成的辊压 从箔片材料冲压出方形电极, 箔片材料最高移动速度

100 m/min: 可冲压出灵活的形状,规格 A4 纸大小 锋利的裁切,无毛刺 / 边缘破损 对涂层无任何损伤 高速、稳定的卷筒机驱动 冲切时,变速箱或凸轮同步机构工作于最大精度 涂层过程期间,可以检测并标记出缺陷区域 支持工厂网络集成 可以方便地参数化设置用于卷绕机(带张力控制)和冲切功能等的标准应用 得益于灵活、快速和高动态的分切工具同步能力、无抖动闭环控制功能和测 量探针功能,实........