Technology 能源电池制造过程中的全流程数字化智能制造技术 范 龙，张 研 （黄河水利职业技术学院机械工程学院，河南 开封 475004） 摘 要：全流程数字化智能制造技术是能源电池制造过程中极为关键的技术手段，其安全性越高，能源电池所能 存储能量信号的质量水平就越高。为促进能源电池对能量信号的高质量存储，针对能源电池制造过程中的全流 程数字化智能制造技术展开研究。分析能源电池生产工艺的具体 实施流程，并以此为基础，设计核心储能部件， 再分别从能量转化效率、能源存储质量等多个方面，研究全流程数字化智能制造技术在能源电池中的应用情况。 关键词：能源电池；全流程数字化；智能制造；生产工艺；储能部件 doi： 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0275 中图分类号：TP 278 文献标志码：A 文章编号：2095-4239（2024）04-1356-03 storage components 随着能源结构的转型，能源电池制造行业正在 面临着前所未有的挑战和机遇。为了满足能源市场 对高安全性、高性能水平、低生产成本电池元件的 需求，全流程数字化智能制造技术成为了生产与制 造过程中的关键因素。未来光伏、风电等新能源装 机占比将快速提升，可再生能源的消纳问题亟待解 决 [1]。在能源电池制造过程中，全流程数字化智能 制造技术涵盖由材料采购到仓储物流等各个加工环

通过光伏发电改造进行储能 ，增加新能源投入能耗占比 ，通过电池进行储能 ，减少碳排放指标。 储能系统 消除尖峰负荷 应急供电 动态扩容 峰谷套利 储能系统 储能系统项目由户外储能一体 机完成 户外储能一体机通过后台监控 设置，设置 PCS 给电池充放电 时间，在 23:00-7:00 期间系统 给电池充电，在 10:00-15:00 和 18:00-21:00 电池给系统放电， 提供工厂负载用电，实现削峰 填谷的技术要求。 82797 电池电芯 (CELL) 容量（ AH ） 40 电池标称电压（ V ） 3.2 电池 PACK( 8S8P CELL) （ AH ） 320 电池 PACK 标称电压（ V ） 25.6 电池 PACK 容量（ Kwh ） 8.192 电池柜串联 PACK 数量 28 电池柜标称电压（ V ） 716.8 电池柜标称容量（ Kwh ） 229.376 电池柜并联数量 7 7 电池系统标称容量（ Kwh ） 1605.632 初始总成本单价（预估，以实际为 准）（含税元 /WH ） 2.15 初始总成本总价含税（万元） 345.21 初始总成本不含税（万元） 297.60 没补贴成本回收期（年） 5.70 成本补贴率 0.5 有补贴成本回收期（年） 2.8 日峰值电量（ Kwh ） 1770 峰值电费（尖峰加权） ( 元 /Kwh) 1.3871

的空间。AI 技术在新能源汽车制造中的应用，不仅能够提升生产效 率、降低生产成本，还可以通过智能化的质量控制手段，显著提高 产品的可靠性和安全性。例如，在电池生产环节，AI 可以通过大数 据分析和机器学习算法，优化电池材料配比和生产工艺，从而提高 电池的能量密度和循环寿命。在装配线上，AI 驱动的机器人能够实 现高精度的零部件组装，减少人工操作的误差。此外，AI 还可以应 用于供应链管理、物流调度和售后服务等环节，通过智能预测和优 年发布的《基础设施投资和就业法案》中，也明确 提出将投资 750 亿美元用于充电基础设施建设和新能源汽车推广。 新能源汽车的快速发展不仅体现在市场规模的增长上，还体现 在技术的不断突破上。动力电池技术的进步使得新能源汽车的续航 “ 里程大幅提升，充电基础设施的逐步完善也解决了用户的 里程焦 ” 虑 问题。此外，智能网联技术的应用为新能源汽车赋予了更多的 智能化功能，提升了用户体验。 保出行的需求增加。全球主要汽车制造商，如特斯拉、大众、丰田 等，纷纷加大在新能源汽车领域的投入，推动行业快速发展。 新能源汽车产业链涵盖了上游的原材料供应、中游的整车制造 以及下游的充电设施和服务。在上游，锂、钴、镍等关键电池材料 的需求持续增长，推动了矿业和材料科技的发展。中游的整车制造 环节，智能化生产线和模块化设计成为主流趋势，车企通过引入 AI 技术优化生产流程，提高效率并降低成本。下游的充电基础设施建

构网型储能安全 白皮书 华为数字能源技术有限公司 欧阳明高院士工作站（国家市场监督管理总局储能与动 力电池安全重点实验室） 应急管理部天津消防研究所 西藏开发投资集团有限公司 华电海外投资有限公司 三峡国际能源投资集团有限公司 山东电力工程咨询院有限公司 陈 伟 李卫春 叶万祥 华剑锋 祁腾武 郑 越 董景林 孟元东 张顾篷 郝应涛 徐汇智 卓 萍 李石头 月全球储能安全事故累计超 200 起，不仅 造成人身财产损失，也制约了行业大规模应用；如表 1 事故列举所示： 备注 1：数据来源综合行业报告及权威媒体等，经济损失和原因可能存在预估差异。 备注 2：电芯指电池单体，下文均简称电芯； 某光储充项目发生火灾爆炸，造成 4 人伤亡，预估财产损约 2 千万元。 中国 2021 年 4 月 造成的后果 事故地点 事故时间 某储能电站因电芯过充引发热失控，直接经济损失约 电气滥用：电气滥用是指电池在超出正常电气工作参数范围下运行，导致内部电化学反应异常并可能引发安全风 险的状态。如过充放、短路、过电流使用、强制放电、外部高压等。 热滥用：热滥用是指电池暴露在超出正常工作温度范围的环境中，或内部产热速率超过散热能力，导致温度持续 升高并引发安全风险的状态。 机械滥用：机械滥用是指电池受到外部机械力作用导致物理变形、结构损坏或内部短路的状态，是引发电池热失 控的重要

團 DC 汇流 柜 -BMS 电池簇 -1,000 kWh -BMS 20 零碳智慧园区标准解决方案 员 钻 " 一体化空调系统 电池簇 零碳智慧园区标准解决方案 - 吸气式探测器对电池簇内的温度、烟雾、 VOC 和 CO 进行实时 检 测、分析和判断，对电池热失控火灾信号执行多级预警和联 动 控制输出。 - 当探测到电池簇火情发展到火灾时，进行火灾报警并启动系统 灭火，抑制介质由主管路经由分阀和 PACK 喷 头 ，喷洒至对 应 的电池簇的每个电池包内，实施快速灭火的同时、持续抑 制和 降温 - 当探测到电池室空间火情时，抑制介质经由分阀和空间全淹没 喷头实施空间全淹没喷洒，扑灭电池室内火灾，防治火灾蔓延 - 配置全氟己酮作为抑制介质，相比传统介质有诸多优点，包括 灭火性强、毒性低、更环保等，特别是比七氟丙烷对全球气候环 境的影响小更小 消防系统 锂电池储能专用电池簇级火灾抑制系统 采用多项技术融合，能够有效实现： - 电池室空间级和电池簇分簇级双重保护 可燃气体探测器 空间灭火管路及喷头 锂电池柜 火灾抑制系统 感温、感烟探测器

.................................................... ....... 30 原材料、锭和晶圆的生产（单晶硅行业）............30 光伏电池和模块的生产（包括TF和CPV）. ...............31 其他组件的制造商和供应商..............................................32 回收 2024年中国太阳能电池效率成果尤为突出。截至2025年3月，中国保持着9种太阳能电池的效率记录， 涵盖六大主要电池类别的其中四种——较2023年列出的7种增加了两种电池类型。这标志着自美国国家 可再生能源实验室（NREL）“最佳研究电池效率表”首次发布以来，中国记录数量达到历史最高。值得关 注的记录包括：混合叠层电池：隆基绿色能源研发的钙钛矿/硅叠层电池创纪录效率为34.6%（纪录更新 ）；单晶硅电池：隆基研 ）；单晶硅电池：隆基研发的单晶背接触异质结（HBC）电池达到27.3%效率（纪录更新），以及晶科 能源研发的多晶（DS晶圆）电池达到23.3%效率。这些成果突显了中国光伏产业日益增长的研发能力， 得益于近年来加大研发投入和鼓励原始创新的推动。 同期，中国光伏发电量达到834.1TWh，同比增长44%，全国利用率为96.8%。 2024年，中国新增光伏装机容量277.57吉瓦，同比增长28% AC 较上年高点增长。大型地面光伏电站装机量为159

更是确保整个采矿价值链可靠、高成本效益、低排放运营 的必然选择。 事实上，电气化不只局限于燃料的替代，而是更倾向于采 矿的智能化。电力平衡解决方案可保障稳定可靠的能源 供应。通过对电网基础设施与电池储能系统进行稳健规 划，并结合矿山生产预测，可有效降低负荷峰值并应对发 电侧波动性。 同时，另一附加优势是：在燃料价格日益波动的情况下， 主要依赖电力运营的矿业公司（部分采取自主发电）将不 矿山设计带来的其他运营限制 ABB与原始设备制造商（OEM）及系统集成商建立合作伙伴关系， 提供端到端的电气化解决方案，并供应电池、逆变器和驱动等车 载设备，以此全力支持矿山电气化转型。通过这种方式，采矿团队 可对现有的柴油卡车进行升级改造，减少排放，强化安全，同时促 进降本增效。 赞比亚矿山实现电池寿命最大化 一个典型案例是ABB与日立建机合作实施了全球首个全 电超大型自卸式卡车的实地试点项目——现已在赞比 怠速状态，转而从架线系统获取电力。柴油发动机仅在矿卡 驶向矿坑或破碎作业区的最终段路程中启动。 未来，矿山将采用纯电卡车结合辅助架线系统的运行方式。 当矿卡接入辅助架线系统时，车辆不仅能够获取动力，还可 为电池补电。在无辅助架线的路段，电池所存储的能量可驱 动车辆行驶；在下坡路段，则通过再生制动机制回收动能。 该技术还在不断发展：新型辅助架线系统设计追求完全可 移动性和可复用性，采用模块化预制基础、柔性立柱和轻型 悬挂

求预测 和实时监测 ，合理调度光伏发电和储能设备 ，以最大限度地利用可再生能 源和提高能源利用效率。 02. 能量存储 04. 柔性供电 03. 能源管理 系统中 配 备有储能设备 ，如电池组或其他能量存储技术 ，用于将多余的电能 储 存起来。能量存储的主要目的是平衡光伏发电的间歇性特性 ，以便在需要时提 供稳定的电能输出。 系统中的光伏发电板将太阳能转化为电能 ，并将其供给给系统中的其他设备和 光储直柔【光伏运行监控】 41 能量数字化 ，精确计量运营 新旧电池均验证管控精细度 ， 电 池有效运行生命周期大幅提高。 新电池储能系统寿命提高 30% 新电池容量衰减率提升 4 倍 梯次利用电池初始投入提高 30% 有效解决“测不准”的问题 以快打慢 ，杜绝热失控风险 实现本征安全的技术路线 ， 自动 隔离异常电池单体高可靠性。 故障处置 :11.8 ms 拓扑重构 : 2 2.1 μs 有效解决“断不开”的问题 数字储能通过改变传统储能固定串并联的物理成组方式 ，颠覆了电池发明 200 多年来的传统概念 ，实现了可灵活调整的 电 池组合和拓扑结构 ，从而解决了传统储能中存在的安全性和经济性难题 ，消除了 “测不准、 断不开”的问题 ，提供了更高 的安全性、 可靠性和经济性。 P.2.9.2 光储直柔【数字储能电站概述】 安全性 经济性 42 五大六小发电集团

4MVA） 配置2：IT+动力（2.4MVA） 配置3：IT+动力 （2.4MVA） 配置4：IT+动力+市电输出 电气 参数 运行温度 冷通道20ºC ~ 30℃@满载 锂电池型号 SmartLi 3.0 锂电池柜数 8 8 7~8⑤ 5~6⑤ 备电时间 10 min@SOL 温控 参数 单台制冷量 55 kW⑥ 温控数量 N+1或N配置⑦ 制冷剂类型 R410A UPS&锂电柜 一柜一兆瓦，节省50%占地面积 • 在线模式系统效率高达97%，低载高效；智能在线模式系统效率高 达99% • 智能在线模式主动滤波，提升供电质量 智 能 • iPower全链路监控，变被动为AI预测维护 • 市电电池联合供电技术，支持削峰填谷、主动限流和更低输入电压 安 全 • 关键部件全冗余设计，无单点故障 • 全模式间切换0ms中断 UPS5000-H系列 中大型模块化UPS（300~1600 kVA，100 3Ph+N+PE 额定电压 380/400/415VAC 输入频率 50/60Hz ± 6Hz 电池 额定电压 360~600VDC，30~50节可选，额定40节，电池无中线，支持奇数节 512VDC（华为SmartLi） 电池组 共用 支持 最大充电 功率/电流 单功率模块15%/30A 电池组 类型 华为SmartLi，铅酸 输出 输出制式 3Ph+N+PE 电压 380/400/415VAC

equities.htisec.com 目录 1. 结论与感想 2. 宇树机器狗介绍 • 市场规模、纵向对比、横向对比、实训平台 3. 结构分拆 • 主控板、核心板、无线通讯、激光雷达、四肢、电池、头部 4. 核心技术与护城河 5. 产业链 6. 受益个股 4 For full disclosure of risks, valuation methodologies and target 超感知系统 4D LIDAR L1 奔跑最大速度 约5m/s （实验室环境所测） 最大关节扭矩 约45N.m 无线模组 Wi-fi6/蓝牙/4G 超长续航 约2h-4h （长续航版电池实验 测得） 智能伴随系统 ISS 2.0 资料来源：宇树，海通国际 16 For full disclosure of risks, valuation methodologies and to the latest full report on our website at equities.htisec.com 2. 宇树机器狗介绍 指示灯 前置摄像头 伴随模组 提手带 智能电池 资料来源：宇树，海通国际 • 前置摄像头： 配备双目摄像头模组（RGB + 深 度），RGB 摄像头分辨率 1080P@30fps，深度 摄像头视场角 60°，支持目标识别（人形、物 体）与视觉