電動汽車電池生產系統設計和集成/操縱模型

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電動汽車電池生產系統設計和集成/操縱模型

目前，鋰離子電池技術是解決混合動力電動汽車（HEV）和電動汽車（BEV）電化學儲能的最有效的方案。

由于大型鋰電池的大規模生產還處于雛形階段，因此對產品屬性影響的操縱過程還屬未知的，只能從最后的生產環節評估產品質量。為了獲得資源高效和可經濟生產的鋰離子電池，需要了解其性能、電池單元質量、生產工藝和裝配系統設計之間的相關性。

影響高能鋰離子電池質量、性能和成本核心因素是生產技術、質量測量技術和質量管理方法。因此，機床和工業管理研究所建立了高能電池的生產研究中心（R-PHEB）。該R-PH根據工業需求調查高能電池的生產技術。研究主要包括3個部分：①過程和裝配系統設計；②質量保證和管理；③價值鏈分析和設計。

研究了鋰電池生產的生產鏈，其引入了一個產品和流程的模型以匹配電池生產領域的需求。可以單獨使用模型來描述生產過程鏈中的產品結構。此外，通過一個相關矩陣進行鏈接，使鋰電池規格和制造過程之間的依賴關系可視化。兩種模型都基于一個分層結構并包含電池設計、電池類型和生產過程的信息（從涂層電極線圈到電池單元的啟動操作）。

產品和過程模型可以為鋰電池裝配系統的設計制定相應指導方針，主要包括3個部分：①數據庫包含鋰電池生產的基本流程；②將基本流程與價值鏈結合的方法和規則；③標準化系統描述中包含特定流程的特點。

在數據庫中，會有產品模型、過程模型和相關矩陣，它們可用于裝配系統的方法設計，以及調查過程參數和輸出質量之間的相關性。此外，數據庫也有助于評估建立的過程鏈或決定電池生產的數量。

Gunther Reinhart et al. Advanced Materials Research Vol. 907,2015.

編譯：趙喚