摘要

在一條2GWh 280Ah產線中，瑞能串聯化成分容系統可實現年降本400萬。

降本空間何尋，是今年擺在鋰電全產業鏈各環節面前的嚴峻課題。

隨著新能源汽車滲透率向40%的水平穩步邁進，其“心臟”動力電池也早已進入大規模量產和裝機的階段。與此同時，價格戰伴隨著智能化席卷而來，終端競爭趨于白熱化，對動力電池全產業鏈都提出了提質增效的更高要求。

具體到設備環節來看，由于鋰電池的化成和分容需要頻繁充放電，化成分容是鋰電池生產過程中最耗電的環節，通常能占據工廠30%-40%的電耗。

因此，如何推動化成分容解決方案向降本、節能、提效、更安全、更智能的方向發展，滿足下游電池客戶的需求，便成了設備企業的最新關鍵任務。

對此，瑞能股份創新性地提出了將化成分容與儲能進行融合的解決方案，在業內首推“光儲融合化成分容系統”，即通過光儲系統為電池化成分容生產車間供電，實現綠色能源利用及“削峰填谷”降本；疊加PCS高壓直流母線共軌技術、電芯串聯化成技術等，進一步為制造企業降低用電成本。

“以一條2GWh 280Ah的國內標準電池產線項目為例，我們的串聯化成分容系統可實現高達400萬的年降本，”瑞能股份董事長毛廣甫在2023年高工鋰電年度峰會上表示。

憑借對化成分容環節降低能耗做出的貢獻，瑞能股份榮獲2023高工鋰電金球獎“年度創新技術”。

具體來看，出于對降低能耗的考慮，瑞能股份在自研化成分容系統中融入了高壓直流母線、高壓串聯系統、EMS能量管理系統等核心自研技術，并已實現對客戶標準化交付。

首先，瑞能股份刪去了設備中銅線的部分、改用自研700V高壓直流母線替代；采用GaN技術進一步縮減設備體積、并使其更易于維護，瑞能股份的方案可為客戶直接節省40%以上的設備采購投入和后期維護成本。

“0線束”是瑞能股份追求的核心目標之一。據毛廣甫介紹，這并不是指完全省去電線，而是把設備中成本最高、發熱量最大、最難施工、最難維護、最難標準化的部分刪去，也就是刪去功率線，只留下一組主線。

高壓直流母線疊加共軌技術，還可以實現化成和分容區域設備的連接，促進能量在系統內流動，提高庫位之間能量轉換效率。

其次，瑞能股份在業內首創了高壓串聯系統，包含高頻高壓（600V以上）電源模塊和恒壓串聯硬件，可一次性對120串的電池進行串聯化成分容，相對傳統低壓串聯技術可提高5%-10%充放電效率，現已進入成熟應用階段。

相較于并聯化成，瑞能股份高壓串聯化成技術可進一步提升電源模塊在化成分容過程中的能源轉換效率，助力企業實現節省約50%的生產運營用電成本。

此外，串聯的好處還體現在，其可以對前段設備諸多工藝的電化學數據進行還原。通過為前段工藝的閉環提供可追溯的數據，前段工藝中出現離散電磁的部分將可以被精準定位，最終提高電池一致性，節約客戶成本。

高工產研鋰電研究所（GGII）數據顯示，目前串聯化成市場滲透率已超過30%，且在建新產線的滲透率已超過并聯化成，滲透率有望繼續上升，高壓直流母線串聯化成分容技術是未來化成分容領域重要發展方向。

最后在能量管理方面，瑞能股份基于多變量約束和深度學習機制開發出EMS能量管理系統，可對系統容量和負荷需求進行綜合分析，實現充放電策略的最優控制。該系統不僅能夠對能量進行高效的調度和監控，還能夠在設備出現故障時及時的進行警告和追溯。

瑞能股份還在化成分容針床中首發搭載了電源水冷技術，通過水冷一體機邊緣冷源來實現電源部分降溫。基于此，整套系統可實現電池溫差小于2℃，并減少水冷消耗功率約50%。

2019年，瑞能股份就以串聯化成技術配合比亞迪刀片電池的研發測試，并成功應用于刀片電池的量產。至今，其高壓串聯的節能降本技術已在行業內成為標準。瑞能股份化成分容自動化產線已成功獲得比亞迪、鵬輝、瑞浦、億緯、中電科、安馳、巨電、昆宇、海辰、廣汽、吉利等客戶的訂單。

瑞能股份在化成分容系統上的成就，離不開其在電池安全檢測領域長達20年的深厚沉淀。

對分容數據進行前置性的、在線的熵熱分析，是瑞能股份在安全檢測上的核心技術之一。瑞能股份電池檢測系統可提前1-2個月發現電池中的風險。此外，瑞能股份還可以實現將電池數據處理與消防聯動。當電池充電過程中的溫度曲線、電壓曲線與后臺數據模型不相匹配時，系統便會進行快速退出、甚至啟動消防的操作。

產品方面，瑞能股份針對市場需求開發了750V～2000V集中式儲能電池測試系統，填補了傳統測試設備應用在集裝箱儲能測試中出現的低電壓、低效率、測試不全、響應不夠等短板，實現了對集裝箱儲能電池的全面、綜合性測試。

瑞能股份電芯充放電測試系統則能夠最大程度滿足電池真實路況模擬測試，對電池各項參數實時精準采樣、存儲、分析、預警，可實現充放電數據監測一體化，為電池的研發、生產提供可靠的數據參考。

目前，瑞能股份電池測試設備已成功為比亞迪、中創新航、寧德時代、國軒高科、億緯鋰能、孚能、欣旺達、鵬輝、多氟多、力神、德賽、一汽、小鵬、長安、吉利等客戶提供檢測服務。

審核編輯：劉清