浅谈动力电池模组与PACK系列的市场形态

锂电池自1990年问世以来，因其能量密度高、电压高、环保、寿命长以及可快速充电等优点，深受3C数码、动力工具类等行业的追捧，特别是新能源汽车行业，显得尤为突出。作为提供新能源汽车动力来源的锂电池行业已成为国家战略发展的重要一环，预计未来5 到10年，这个行业将实现行业生态的自我完善和发展，市场潜力巨大，未来产业规模有望突破1,600亿元。

众所周知，从锂电池单体电芯到自动化模组再到PACK生产线的整个过程中，组装线的自动化程度是决定产品质量与生产效率的重要因素，近几年随着经验的累积和自动化集成能力的提升，国内高端智能装备制造企业在打造动力电池全自动/半自动组装线、自动化设备集成、信息采集与传输(MES)、无人化车间软硬件管理系统等方面，大展拳脚并占据一席之地。本文从目前国内电池模组与PACK 设备特点和市场需求出发，提出了一些观点，供大家参考。

锂电池模组

锂电池模组是由几颗到数百颗电池芯，经由并联及串联所组成多个模组，除了机构设计部分再加上电池管理系统和热管理系统，组成了一个较完整的锂电池包系统。一般而言，不管是软包、方形、圆柱还是18650型电池，模组的自动化组装工艺流程都是从电芯上料开始的，这个来料可以是原供应商提供的包装，也可以是厂家经过检测后统一整理好的专用托盘，上料可以是人工操作，也可以通过传送带自动上料，然后通过机器人经由抓手抓取。上料的同时会进行电芯的读码（采集单个电芯的身份数据信息）、电芯极性检测（有无放反方向）、电芯分选及配组，并将不良品剔除。来料通过初检和分选之后，根据模组和工艺要求的不同会分别进行诸如激光清洁- 涂胶- 电芯堆叠- 电池盒组装- 极耳裁切整形- 模组壳激光焊接- 模组激光打码- 打螺丝- 模组检测- 连接片激光焊接-BMS 系统连接- 模组终检测- 模组下料等工序。

锂电池模组

由于目前市场上各家汽车厂商的要求不同，所以几乎没有一家的模组和生产工艺是一样的，这也对自动化产线提出了更多的要求。好的自动化生产线除了满足以上硬件配置和工艺要求以外还需要重点关注兼容性和“整线节拍”。由于模组的不固定，所以来料的电芯、壳体、PCB板、连接片等都可能发生变化。产线的兼容性就显得尤其重要。对于当前的动力电池行业来说，模组的自动化程度要求一般都比较高。因为工艺的复杂程度、工作环境的要求等，应用机器人和专用设备的优势显而易见。

电池PACK 智能自动化线三维布局图

电池PACK

PACK是指包装、封装、装配的意思，其工序分为加工、组装、包装三大部分。PACK产线一般只需要承担两个功能：传送和检测。目前各厂家普遍应用了半自动的PACK组装产线，主要用于PACK 的上线、下线、检测、厂内传输和包装。

在这里面AGV小车、助力机械臂、滚筒线、吊臂等都是简单而有效的工具。而柔性的线路串接等工作确实离不开人工的协助，所以半自动的PACK是目前各厂家的主流配置。当然越来越多的客户会要求将PACK和模组的MES系统集成在一起，以便更好的管理和快速的查询，这对于系统集成商来说又是一个小小的挑战。

电池厂商关注点

工信部出台的《锂离子电池行业规范条件》关于生产规模和工艺技术中明确要求“企业应采取工艺先进、节能环保、安全稳定、自动化程度高的生产工艺和设备”。同时也正在加快制定动力电池的产品性能、编码、规格尺寸等一系列的标准，对于目前已投放在市场上的产品将有进一步的规范，由此可见，国家在推动整个新能源汽车产业链协同发展方面的信心和决心。

CIBF 2016 深圳展览会上企业展出的高柔性智能自动化电池PACK 产线

就目前市场呈现出的小批量多品种的特性，充分体现了动力电池行业缺乏统一的生产标准，电池缺乏通用性，则无法达到标准化、规模化生产，无形之中增加了电池的生产成本；同时，由于电池的充放电性能指标等存在差异，导致充电桩呈现多元化和定制化特征。鉴于此，电池生产企业、系统集成企业、整车企业以及电池回收利用企业，都希望进一步统一电池规格尺寸，动力电池标准的制定实施宜早不宜迟。

两大市场形态

随着动力电池自动化组装工艺的不断提升以及高端装备的普及，动力电池企业对它的认知度也越来越高。去年国内多家企业已经配置了全自动的模组生产线，产能及产品品质得到了明显的扩大和提升。

笔者相信，就市场需求而言，电池模组及PACK生产设备形态从目前的小批量多品种到未来的大批量标准化，解决方案的制定将会是电池厂商关注的重点，与此同时，电池企业选择自动化模组与PACK 生产线，不仅仅是投资和回报的问题，更是企业长远发展战略的问题。