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在威睿「超級工廠」中,我們看到了中國製造的底色

2024-09-30 12:23

國新能源汽車產銷量連續9年位居全球首位,並以蓬勃之勢橫掃全球市場。

國產大飛機C919,打破國外壟斷,實現民航工業「從0到1」的突破。

華為三摺疊手機的推出,同樣代表中國電子供應鏈生態集體的超越,代表中國製造質的昇華。

以上是中國製造給我們製造「驚喜」的冰山一角,見微知著,我們讀到的是新聞事件中的宏大敍事,其背后卻是中國製造由大變強的崛起,成為引領全球製造轉型升級的重要力量。

在這些顯性事件的背后,我們更應該去關注隱性技術的創新和製造實力。比如支撐中國新能源汽車在全球市場獲得認可的底層技術和製造實力到底是什麼?

而在不久前,央視網權威探廠欄目《超級工廠》走進位於衢州的極氪威睿三電智能製造工廠,記錄了全球量產充電速度最快的金磚電池的生產過程。跟隨着節目的鏡頭,在這家獲得國家《智能製造能力成熟度標準符合性證書》CMMM四級標準認證,浙江省首家,也是電芯行業第一家「智能製造四級成熟度工廠」內,我們理解了中國新能源汽車之所以能夠全球領跑的底層邏輯。

智能製造加持,助力能量之核之爭

不同於內燃機時代,以電動汽車為主流技術路徑的新能源汽車,擺脫了內燃機的束縛,依靠電機驅動。其核心技術不再是發動機、底盤,而是芯片、電池和數字技術,是藏在電池、電驅、電控三電系統中的研發和製造實力。

將三電進行拆解,電池是整車的能量之源,輸出電能為整車提供動力;電控就是「大腦」,負責智能控制和決策;電機負責接收並響應來自「大腦」電控的指令,將電池提供的電能轉化為機械能,驅使整車持續運行。

三電技術中,最能體現實力的就是電芯。

電芯是電池的「能量倉庫」,直接決定着電池的能量密度、充放電效率、循環壽命和安全性等。其重要性如同芯片之於電子產品,但是研發和製造難度也同樣很大。

電芯的難點一方面是它的研發難度高,其底層技術需求死磕電化學這門學科,需要不斷驗證和試錯,從而找到最佳的材料,探尋到最好的內部結構,提高電芯的性能;另一方面是生產製造上對良品率的要求高,這就需要用高度的智能化來解決這個問題。

大約12年前,德國前總理默克爾訪問中國后,就進行了思考,為什麼德國能造出出色的發動機和變速箱,卻造不出優質的動力電池,足以反映出電芯研發製造的難度有多大。

在吉利控股集團的支持下,成立於2013年的威睿,深耕三電領域,始終堅持全域自研,在動力電池、電驅動系統等領域構建了全球領先的研發與製造體系,見證並參與了中國新能源汽車的彎道超車。

在電芯細微入「鋰」的研究層面上,威睿的成果不斷。比如最近備受關注的金磚二代電池,之所以能實些「充電5分鍾,高速兩小時」的性能,主要得益於威睿在動力電池領域創新的「第二代鋰離子全程加速技術」。正極上,電池研發團隊開發了全新的「超電子體正極材料」,進一步提升能量密度和導電率;負極上,採用全新的石墨材料設計方案,引入納米級多孔導電層和改進款的低阻抗SEl 膜;正負極之間,採用新一代「超快解離電解液」技術,大幅提升鋰離子的轉移速度。正是基於第二代鋰離子全程加速技術,讓第二代金磚電池的最大充電倍率達到5.5C,充電速度超越了所有量產三元鋰電池,全球第一。

在智能化製造領域,威睿同樣處於領先地位。《超級工廠》走訪的衢州工廠就是極氪智能科技子公司威睿的四大生產基地之一,總佔地面積1567畝,是浙江省首家三電「未來工廠」試點企業。無論是第二代金磚電池,還是全球領先的800V高性能SiC四電機分佈式電驅都誕生於此。

衢州工廠電芯製造總監陸楠介紹:「新能源汽車三電產品製造是一個龐大的產業鏈,電芯是電池的最關鍵一環,也是三電系統的最后一塊拼圖。電芯的自研自造,構建起屬於我們自己的技術護城河,也幫助我們儘可能避免產業鏈的不穩定因素,實現降本增效。」

《超級工廠》的鏡頭中,威睿衢州工廠建立了一套完整的智能化生產體系,通過數字孿生技術、品質保障大模型等,實現了18道關鍵工序,全流程產線100%自動作業,接入超200台AGV設備,配合智能導航技術,實現自動上線、線邊物料循環配送等多場景自動運輸。

一個典型的場景,過去的產品質檢依靠人力,費時費力,還受各種因素干擾,威睿衢州工廠採用的全流程AI視覺檢測系統。

通過設置高密度品控點(光在電芯工廠的每條產線就部署了5000+品控點),以及配備8K CCD工業相機、智能檢測相機、傳感器等設備,用仿生可視化巡檢替代人工巡檢,實現了全流程實時檢測,在提高檢測效率的同時,提前預警質量偏差,有力的保障了產品質量。

具體到800V電池的研發與製造上,威睿800V電池採用了獨創的鋰離子全程加速技術和疊片多極耳結構及雙鉚極柱導流設計,實現高電壓、大電流下穩定高效的充電性能。

爲了提升電池的體積效率,存儲更多電量,威睿化身「空間管理大師」,在800V電池中採用了「緊湊三明治結構」、一體化液冷托盤、航空級超薄熱阻隔材料等創新設計,大幅減少結構件,將金磚電池的體積利用率提升到了83.7%。

生產環節,威睿獨創了「電芯簇堆疊技術」,在電芯的三次堆疊過程中,威睿以電芯的中心點為基準,向四周依次堆疊,最后在定長堆疊的同時,還會施加一定壓力,保證極柱最后的對齊度,以此來減少電芯堆疊過程中的尺寸誤差,確保電芯膨脹一致性,提升電池的使用壽命和安全性。

爲了驗證自家產品的安全性,威睿還進行了極為嚴苛的超壓針刺(擠壓+針刺兩項疊加)測試,遠超國標的240秒外部火燒試驗,以及浸水、火燒、冰凍、拖行、碾壓、高墜6項連續極端工況串行的「魔鬼試驗」。

綜上總結,威睿通過對電池包關鍵材料、核心技術和製造工藝的創新突破,實現瞭如今第二代金磚電池「充電5分鍾,高速兩小時」超強性能,在新能源汽車競爭加速的當下,威睿以創新力賦能中國製造,驅動着中國新能源汽車以更快的速度進階。

四大工廠佈局,全域自研自產的製造能力

從第一性原理出發,威睿800V動力系統的性能表現只是我們看到的表象,真正支撐起產品競爭力的關鍵在於:有好技術,得產品化,能夠生產出來;有好產品,得規模化,能夠快速複製起來。

這一切都是建立在威睿衢州工廠三電全產業鏈佈局以及智能製造的內核支撐之下的。

在這座佔地面積1567畝,建築面積146萬平方米,迄今為止全球最大的三電及儲能系統智能製造綜合工廠中,分別建有電芯、電池、電驅、儲能四大工廠,滿足威睿從電芯、電池包到電驅系統、BMS,甚至儲能產品的全面量產需求。

當前新能源汽車行業競爭激烈,且部分技術尚未完全定型,很多品牌通常通過快速迭代產品,發佈新款車型的方式來保持競爭力,這就要求工廠不但生產效率高,產線還要快速匹配新產品的需求,適應這種高速運轉的市場節奏。

威睿衢州工廠的高效不光體現在從立項到投產,從工藝創新到應用落地的工廠建設速度上,更在於投產后生產節拍的「遙遙領先」。

下面這組數據或許可以説明一些問題:威睿衢州電芯工廠,單條生產線1分鍾可下線24顆電芯,電芯生產周期縮短至15天;電池工廠每45秒下線1臺電池包,電驅工廠每86秒下線一臺電驅總成。

更難能可貴的是,威睿衢州工廠依託吉利浩瀚平臺的優勢,進行柔性化生產,能夠達成對不同品牌的快速換型,快速匹配,全新產品1個月之內即可滿產,實現上市即上量。

此外,從長遠發展的視角來看,研發生產新能源產品,不是追逐風口熱點的短期行為,一錘子買賣,而是一項具有長期價值的終身事業。

因而威睿衢州工廠從項目規劃之處,就以綠色、低碳為方向,進行了高起點規劃。

工廠不但通過智能化手段來提升生產效率、節約能源,通過光伏優化用能結構,更進一步,在挑選合作伙伴時,還向供應商明確提出綠色要求,引導和賦能供應鏈碳減排,如此一來,極大的強化了供應鏈在綠色低碳時代背景下的綜合競爭力。

衢州工廠只是威睿製造實力的一個代表,衢州之外,威睿還分別在杭州、寧波和棗莊三個地設有工廠。

衢州工廠規模最大,是威睿最主要的新能源動力電芯、電池包、三合一電驅系統以及儲能系統等產品的生產基地,威睿大名鼎鼎的金磚電池就是在衢州生產,通過生態的帶動,衢州本地也建立起一條非常完整的新能源產業鏈,其自身也在着力打造新能源產業示範之城。

寧波工廠承擔主要的研發任務,其中包括威睿的新能源動力電池包、電驅系統、儲能系統、充電系統、試驗試製等研發生產與供應,目前寧波已聚集了浙江省綠色智能汽車及零部件技術創新中心、吉利汽車研究院、中汽研汽車檢驗中心等「創新大腦」,威睿在寧波的佈局正好補齊了寧波新能源汽車產業鏈電池板塊的研發短板。

杭州工廠主要承擔電動汽車智能駕駛控制器、車載充電、充電補能、高壓電池管理系統等產品的生產與供應,威睿首套800kW極速液冷充電樁V3就是今年在杭州工廠下線的。

棗莊工廠佔地117畝,設有5條生產線,主要任務是新能源動力電池包的生產與供應,是威睿設置在北方最大的動力電池製造基地,具備年產15萬台套電池包的生產能力,值得一提的是,當地良好的產業基礎對威睿棗莊工廠的發展提供了極大的支撐,本地化率超過80%。

威睿構建了一個較為健全的產業版圖,衢州、寧波、杭州、棗莊這四個工廠的業務方向各有側重,但又相互協同,互為補充,這使得威睿在對供應鏈的掌控,以及成本和交付上都具有了一定的優勢,最終實現的是用户「好價買好車」的底層需求。

海外參展,新能源技術輸出全球

一個值得關注的細節,不久前,極氪攜搭載威睿800V金磚電池的ZEEKR 001FR、ZEEKR X等多款車型,以及800V電驅系統、800kW極速液冷充電樁V3亮相EVA法蘭克福電動汽車博覽會。

我們知道,法蘭克福是德國最大的航空樞紐和交通中心、歐洲重要的商務中心,特別是已有百余年曆史的法蘭克福國際車展更是奠定了這個城市在汽車行業內的深厚影響力和廣泛的觀眾基礎。

新能源出海是任何一箇中國品牌都不會迴避的命題,如今威睿將旗下全域自研自產的電動出行解決方案帶到法蘭克福,釋放出一個非常明顯的信號,即威睿將產品出海提上了日程。

我們先來看威睿的技術能力,在威睿的認知中,實現電芯研發製造自由,才能實現電池的研發製造自由,在具體實踐中,威睿是行業中少有進行了三電以及電芯的全域技術佈局,如今,已經構建起一條非常牢固的技術護城河。

其次,新能源汽車三電產品製造是一個非常龐大的產業鏈,其中任何一環發生變化,都有可能引發蝴蝶效應,由三電到電芯,全產業鏈的自研自產,一方面解決了供應鏈端被「卡脖子」的被動隱患,更大的增益在於,全產業鏈的協同,在成本控制與生產效率上的自我掌控,產品競爭力也就是在這一點一滴的縫隙中擠出來了。

回到新能源行業競爭的現實,威睿通過全自動化的智能製造流程、全球領先的研產模式,組成了今天看到的衢州三電智能製造工廠。

威睿今后的出海是自我價值的實現,同時也是新能源汽車行業中遙遙領先的實力和底氣的源泉,作為中國製造的一份子,託舉的是中國新能源出海的示範力量。

中國在百年汽車史中從來沒有當過主角,如今跟隨着新能源變革的風口,終於迎來了屬於自己的時代,而威睿則正與中國汽車一道,深度參與着這場新能源的「彎道超車」,成為時代變革強有力的推動者。

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