降本空间何寻？瑞能串联化成分容系统可实现年降本400万

摘要

在一条2GWh 280Ah产线中，瑞能串联化成分容系统可实现年降本400万。

降本空间何寻，是今年摆在锂电全产业链各环节面前的严峻课题。

随着新能源汽车渗透率向40%的水平稳步迈进，其“心脏”动力电池也早已进入大规模量产和装机的阶段。与此同时，价格战伴随着智能化席卷而来，终端竞争趋于白热化，对动力电池全产业链都提出了提质增效的更高要求。

具体到设备环节来看，由于锂电池的化成和分容需要频繁充放电，化成分容是锂电池生产过程中最耗电的环节，通常能占据工厂30%-40%的电耗。

因此，如何推动化成分容解决方案向降本、节能、提效、更安全、更智能的方向发展，满足下游电池客户的需求，便成了设备企业的最新关键任务。

对此，瑞能股份创新性地提出了将化成分容与储能进行融合的解决方案，在业内首推“光储融合化成分容系统”，即通过光储系统为电池化成分容生产车间供电，实现绿色能源利用及“削峰填谷”降本；叠加PCS高压直流母线共轨技术、电芯串联化成技术等，进一步为制造企业降低用电成本。

“以一条2GWh 280Ah的国内标准电池产线项目为例，我们的串联化成分容系统可实现高达400万的年降本，”瑞能股份董事长毛广甫在2023年高工锂电年度峰会上表示。

凭借对化成分容环节降低能耗做出的贡献，瑞能股份荣获2023高工锂电金球奖“年度创新技术”。

具体来看，出于对降低能耗的考虑，瑞能股份在自研化成分容系统中融入了高压直流母线、高压串联系统、EMS能量管理系统等核心自研技术，并已实现对客户标准化交付。

首先，瑞能股份删去了设备中铜线的部分、改用自研700V高压直流母线替代；采用GaN技术进一步缩减设备体积、并使其更易于维护，瑞能股份的方案可为客户直接节省40%以上的设备采购投入和后期维护成本。

“0线束”是瑞能股份追求的核心目标之一。据毛广甫介绍，这并不是指完全省去电线，而是把设备中成本最高、发热量最大、最难施工、最难维护、最难标准化的部分删去，也就是删去功率线，只留下一组主线。

高压直流母线叠加共轨技术，还可以实现化成和分容区域设备的连接，促进能量在系统内流动，提高库位之间能量转换效率。

其次，瑞能股份在业内首创了高压串联系统，包含高频高压（600V以上）电源模块和恒压串联硬件，可一次性对120串的电池进行串联化成分容，相对传统低压串联技术可提高5%-10%充放电效率，现已进入成熟应用阶段。

相较于并联化成，瑞能股份高压串联化成技术可进一步提升电源模块在化成分容过程中的能源转换效率，助力企业实现节省约50%的生产运营用电成本。

此外，串联的好处还体现在，其可以对前段设备诸多工艺的电化学数据进行还原。通过为前段工艺的闭环提供可追溯的数据，前段工艺中出现离散电磁的部分将可以被精准定位，最终提高电池一致性，节约客户成本。

高工产研锂电研究所（GGII）数据显示，目前串联化成市场渗透率已超过30%，且在建新产线的渗透率已超过并联化成，渗透率有望继续上升，高压直流母线串联化成分容技术是未来化成分容领域重要发展方向。

最后在能量管理方面，瑞能股份基于多变量约束和深度学习机制开发出EMS能量管理系统，可对系统容量和负荷需求进行综合分析，实现充放电策略的最优控制。该系统不仅能够对能量进行高效的调度和监控，还能够在设备出现故障时及时的进行警告和追溯。

瑞能股份还在化成分容针床中首发搭载了电源水冷技术，通过水冷一体机边缘冷源来实现电源部分降温。基于此，整套系统可实现电池温差小于2℃，并减少水冷消耗功率约50%。

2019年，瑞能股份就以串联化成技术配合比亚迪刀片电池的研发测试，并成功应用于刀片电池的量产。至今，其高压串联的节能降本技术已在行业内成为标准。瑞能股份化成分容自动化产线已成功获得比亚迪、鹏辉、瑞浦、亿纬、中电科、安驰、巨电、昆宇、海辰、广汽、吉利等客户的订单。

瑞能股份在化成分容系统上的成就，离不开其在电池安全检测领域长达20年的深厚沉淀。

对分容数据进行前置性的、在线的熵热分析，是瑞能股份在安全检测上的核心技术之一。瑞能股份电池检测系统可提前1-2个月发现电池中的风险。此外，瑞能股份还可以实现将电池数据处理与消防联动。当电池充电过程中的温度曲线、电压曲线与后台数据模型不相匹配时，系统便会进行快速退出、甚至启动消防的操作。

产品方面，瑞能股份针对市场需求开发了750V～2000V集中式储能电池测试系统，填补了传统测试设备应用在集装箱储能测试中出现的低电压、低效率、测试不全、响应不够等短板，实现了对集装箱储能电池的全面、综合性测试。

瑞能股份电芯充放电测试系统则能够最大程度满足电池真实路况模拟测试，对电池各项参数实时精准采样、存储、分析、预警，可实现充放电数据监测一体化，为电池的研发、生产提供可靠的数据参考。

目前，瑞能股份电池测试设备已成功为比亚迪、中创新航、宁德时代、国轩高科、亿纬锂能、孚能、欣旺达、鹏辉、多氟多、力神、德赛、一汽、小鹏、长安、吉利等客户提供检测服务。

审核编辑：刘清