利元亨：燃料电池数字化智造

 

 

在本届年会上，杜义贤发表了“燃料电池数字化制造”的主题演讲。当前，氢燃料电池汽车行业商业化趋势逐渐明确，国外以氢燃料电池乘用车为主，国内以氢燃料电池商用车为主。其中，国内氢燃料电池的发展得益于国家政策补贴周期、“双碳” 政策牵引以及前期市场培育，燃料电池汽车市场也将迎来快速增长期。

 

成本问题是限制氢电行业进一步发展的关隘。电堆是燃料电池的核心部件，占燃料电池系统成本的65%以上。降低电堆成本是燃料电池汽车未来大规模商业化的关键，目前电堆成本约在1300-1500元/kW，系统成本约在3000元/kW。而实现降本的关键，一方面是要实现燃料电池汽车的上量，推动电堆批量化生产，另一方面是实现核心零部件的技术降本。

 

在会议上，杜义贤介绍了利元亨的电堆中试线工艺制造流程，其中有三个工位较为突出：

 

1、堆叠工位，该工位采用双机械手，与料车对接从而可以自动抓取材料，堆叠精度达到±0.1mm，可对电堆进行瑕疵检测；

 

2、压装紧固工位，该工位实现全自动穿螺杆，可扭矩追溯，精度误差≤5%；

 

3、压装焊接工位，可以做到全自动穿钢带、折弯、焊接。

 

利元亨在电堆生产流程中如何推进数字化？杜义贤表示主要有八个应用场景。

 

场景一，排产。利元亨数字化智造系统可以做到每周定期排列对应的生产订单任务，订单任务能拆解细化到车间设备，车间设备收到订单后就可以进行生产。同时，中控室看板会展示实时任务及历史任务，方便随时查看、了解进度。

 

场景二，工艺流程防呆。利元亨在生产时会对膜电极、双极板、单极板及端板等组件赋上子码，在装堆时按顺序组装，遵循工艺防呆。目前，智造系统能有效预处理生产工艺流程防呆、不良品防呆、时效性防呆、产品类型防呆等问题。

 

场景三，堆叠压装配置及过程防呆。利元亨首先会将电堆组件堆叠压装参数配置化，在生产过程中做到堆叠组件层数防呆、堆叠组件类型防呆，同时对堆叠高度进行实时监控。

 

场景四，人工PACK。利元亨将人工视为数字化的一部分，在PACK的过程中通过人工采集不同测试配置的数据，比如气密性测试、绝缘耐压测试等，做到实时显示测试数及对作业结果进行存储和提取。

 

场景五，电堆电子报表。利元亨会将电堆生产中的数据汇总成电子报表，具体有：1.总电堆数据：电堆活化测试数、电堆气密性测试数据、电堆绝缘耐压测试数据、电堆高度、电堆穿孔紧固数据、电堆打标数据等；2.子组件膜电极数据：气密性测试数据、厚度数据、外观检测数据；3.子组件双极板数据：气密性测试数据、外观检测数据、阻力测试数据；4.子组件端板数据：集流板码、绝缘板码、端板码、气密性测试数据。

 

场景六：裸堆返工。利元亨将电堆返工流程数字化，如果发生电堆需要返工的情况，通过智造系统可以查询电堆子组件替换的信息更新，以及人工拆解后压装数据的更新。此外，智造系统还能记录详细的返工替换内容、电堆拧紧数据、返修原因、返工人、返工时间等信息。

 

场景七：易损件保养。利元亨对易损件进行数字化管理，通过数据追溯系统，可以查询各类易损件的使用寿命信息，查看易损件当前的使用寿命以及使用寿命到期提醒，查询最近一次的易损件更换时间等。

 

场景八，中控室。中控室是利元亨数字化智造系统至关重要的一环，通过中控室的数据看板，能够直观地感知车间信息，可以提高车间生产过程控制能力，对车间系统的构建以及整个车间作业流程的优化具有很大的作用。中控室也能有效实现生产的可视化管理，提高制造效率、设备效率和产品的品质，使生产、品质、设备的运转状况处于可控的状态。

 

此外，利元亨在电堆生产流程中还采用了数字孪生平台。数字孪生是利元亨力推一款数字化智能产品，它能够通过大数据的运算实现双极板、膜电极精准的堆叠，同时也能精准分析存在的问题。数字孪生创建的模型能对应车间实际设备，在虚拟空间中映射出实际车间的堆叠压装设备，能够实现远程运维，提高可视化管理水平，做到精准的数据分析和预测。

 

随着氢燃料电池市场规模的逐渐扩大，技术降本成为企业追求降本增效的一大方向，而数字化是技术降本最好的方式，一个能够记录问题、追溯数据的数字化平台显得越发重要。

 

对此，在演讲中杜义贤介绍了利元亨的“海葵智造”，它能为氢电企业提供一站式智能工厂整体解决方案。利元亨为海葵智造配备了专业的软件服务团队，能够满足从智能化设备到工业信息化软件的业务流程闭环管理，可以实现精准的数据采集，覆盖产品的售前、售中、售后全阶段，为智能工厂的实现提供有力支撑。

 

利元亨成立于2014年，于2021年在科创板挂牌上市，证券代码688499，全球员工超过6000人，知识产权超过千项，主营业务是给客户提供数字化整体工厂，主要涉及新能源（氢能/锂电/光伏）、汽车、ICT行业。

 

利元亨在中国、德国、波兰、瑞士、加拿大、美国都设立了生产基地，全球合作供应商伙伴超过1000家。

 

近年来，利元亨已为氢电头部企业交付燃料电池电堆智能化量产线，产品各项性能指标已得到客户和市场的充分认可，在氢电设备领域打造了“样板”。

 

面向未来，利元亨将携手行业伙伴持续向上发展，着力打造氢能领域的高端智能装备品牌，助力氢能和燃料电池高质量快速发展。