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海克斯康数字技术助力动力电池高质量发展

盖世直播 荟荟 2022-11-24 09:19:18

海克斯康提供面向车厂的数字化信息技术解决方案,位居全球科技公司前列,坐拥4000多项专利技术。拥有行业领先的传感设备和仿真技术。2022年11月16日,由盖世汽车主办,上海虹桥国际中央商务区管委会、上海闵行区人民政府指导,上海南虹桥投资开发(集团)有限公司协办的2022第二届汽车动力电池论坛上,海克斯康数字化事业群副总裁、海克斯康汽车研究院院长王春江提出,仿真技术可以从测试端为动力电池的安全保驾护航。

在设计阶段,以电动力总成热管理分析为例,海克斯康的MSC Cradle仿真平台可以对不同放热片的形状、元器件局部放热效果、温度分布变化进行可视化仿真与分析,在制造阶段,海克斯康提供工业CT检测方案,可以在不破坏电池的前提下,基于VC分析软件对电芯内部进行快速的无损检测,此外,对于壳体、极片等关键零部件,海克斯康也提供全面配套的检测方案。

海克斯康数字技术助力动力电池高质量发展

王春江 | 海克斯康数字化事业群副总裁、海克斯康汽车研究院院长

以下为演讲内容整理:

关于海克斯康

海克斯康主要提供工业软件和检测技术,我们的目的是帮助企业更好地造出电池。

当前,中国汽车行业最大的变化就是新能源的快速发展。5年前我们还在讨论中国汽车是“大而不强”,但在今年巴黎的汽车展上,很多欧洲的专家表示在三电技术的某些方面,中国已经领先欧洲10-15年。

然而现在存在“缺芯贵电”的趋势,新能源正快速发展,但电池成本却越来越高,有些甚至占到整车的40%,极大地影响了主机厂的利润。在此背景下,我们也在思考如何帮助车企和动力电池企业降低成本,提高质量。也想借此机会分享一下海克斯康工业软件、数字化平台在动力电池领域的经验和案例,以及我们的工业仪器在动力电池中的应用。

海克斯康集团发源于欧洲,最早以减震技术为主。近几年随着集团能力的拓展,开始涉及到仿真、数字化,现在我们定位于全球数字集团的供应商,集团的愿景是释放数据潜力,赋能各个行业。近20年我们并购和整合了约300家科技公司后,逐渐发展至和95%的汽车制造相关,90%的飞机制造相关,70%的智能手机相关,为制造业提供了大量的技术和方案。

我们集团在中国国内分为几个阶段,第一阶段是2001年-2010年,为中国的汽车制造引入了大量工业仪器;2011年-2017年引入了很多工业软件,提供仿真测试能力;从2020年开始我们重点转向数字化。

海克斯康的核心能力分为三大块,首先是工业仪器,集团大大小小的公司内共有几千种仪器,仪器用途以质量控制为主,涵盖了整车制造、内燃机制造、变速箱质量控制和动力电池的质量控制。其中仪器包括测量仪、跟踪仪、定位仪等。

另外两块业务都和软件相关,其一是工业软件,其中很大一部分和仿真相关,包括电驱动、焊接或者其他成型相关的仿真软件。另一块是平台,我们希望通过整合自己的传感器、软件能力,为车企或其他企业提供数字化转型的平台。

下面为大家分享一些案例。在仿真方面,我们为宝马的开发打造了大量的流程仿真,并为宝马提供全面质量数据的管理平台。同宝马合作五六年以来,我们每年都会提供数据管理平台的更新。

在工业仪器方面,我们前几年为北京奔驰打造了动力总成的质量中心,成为奔驰在德国之外的全球最大质量中心。目前,奔驰在国内的质量控制能力完全不低于欧洲。此外,我们也结合自身仪器、软件和自动化系统能力,为华晨宝马、大众、通用等车企打造了质量中心或检测中心。

在无人驾驶技术方面,海克斯康也为百度阿波罗平台以及国内多家无人驾驶Tier1提供了底层技术。

仿真技术从设计端开始为电池安全提供保障

随着智能电动车时代加速而来,整个汽车行业都需要为智能电动车时代做足准备。电动领域的核心在于动力电池,海克斯康在车身和传统发动机、内燃机等领域虽已有许多国外经验可借鉴,但到了动力电池领域,因国内具有更丰富的动力电池经验,我们更多是需要和国内的动力电池企业来进行探讨。

海克斯康数字技术助力动力电池高质量发展

图片来源:海克斯康

当前电池包的设计研发过程中会面临许多挑战,海克斯康结合行业痛点和各家企业的要求提供技术支持。

当前,动力电池亟需做“减法”,以降低生产成本和提高效率。但在技术上,很多“减法”在前期都需要经过测试,以规避后续的风险。我们为动力电池提供大量仿真手段,基于我们的仿真环境工具提供仿真系统或平台,在其中可以进行结构、材料、流体、EVH等各种仿真。

海克斯康数字技术助力动力电池高质量发展

图片来源:海克斯康

MSC平台以美国航空航天为开发背景,其中的很多仿真系统都已有一定历史。仿真系统有一定前提,需要有大数据量,还需有成熟的算法,为我国的动力电池行业提供借鉴。

针对动力电池的热管理,MSC平台下面有热分析平台,与电池后期的安全息息相关,能覆盖从一定结构到总成的液冷电池包热分析。另外我们也能做电池冷却回路的设计仿真,无需在后期做大量的实体测试,在前期就能通过软件仿真极大提升开发效率。

我们也能进行电芯的机械损伤仿真。电芯具有各向异性的材料特性,为了模拟它们,必须首先测试材料性能,并校准材料模型以符合测试数据。Marc具有用于材料校准的内置工具,可用于模拟电芯,精准地对材料进行各种分析。

我们也能对电池包焊接进行工艺仿真,从而确定它的变形和应力,此时可用到我们仿真工具Simufact软件。另外,我们也能进行电池的碰撞仿真等。

海克斯康工业仪器为电池制造提供保障

电池作为一个系统工程,仿真涉及到方方面面。如果在制造端出现问题,最终同样会影响安全。海克斯康结合工业仪器,在电池制造方面也提供了各种方案。

首先为大家介绍一下电芯检测。电芯作为整个电池的核心,特殊之处在于内部不能受损,因此电池内部特征常规检测手段难以实现,需提供一种全新的检测手段——工业CT检测方案。另外,我们的解决方案还结合了强大的VG分析软件。虽然全球有很多的工业CT的厂家,但是全球80%的工业CT的分析软件用的我们集团的VG软件。这种方式最大的优势在于能对电芯内部的结构或缺陷进行无损检测。

其次是电芯的瑕疵检测。动力电池中无论是电芯还是模组都不能有任何不确定性,只要有不确定性就需要进行检测,因此对电芯外壳壳体、顶面和极柱的尺寸与瑕疵都需要进行检测。而电芯数量庞大,采用传统检测方式效率将十分低下。对此,我们提供了一种专业仪器,能快速实现电芯的全自动化检测。

针对电池电极极片我们也提供定制化检测,可以实现在卷材或成品时进行检测,规避瑕疵等损伤在后期可能带来的制造风险。既能用影像的方式进行检测,也能通过微距式线扫相机检测系统进行在线检测。

海克斯康数字技术助力动力电池高质量发展

图片来源:海克斯康

针对电池包的孔位精密检测需求,我们提供精密的实验室检测方案。针对客户的高效快速检测需求,我们也提供光学拍照式的检测方式,可以大大提升检测效率。

氢能源电池解决方案

新能源除了传统的动力电池,在商用车等领域还可能用到氢能源的解决方案。针对将来商用车、重卡的能源应用趋势,我们也准备了一些方案。

整体逻辑也一样,我们希望方案能覆盖氢燃料电池从设计到制造、质量监控,再到数据平台的整个流程。

海克斯康数字技术助力动力电池高质量发展

图片来源:海克斯康

这是我们做过的几个方案,主要是通过我们仿真工具做的储氢罐智能检测方案。在制造端,能通过便携式测量设备等仪器对储氢罐的加工精度和质量进行监控。另外针对整个加氢车的力学分析我们也有布局。

氢燃料电池中的一块重要部件就是双极板,其中结构较为复杂,对检测精度的要求也较高。我们提供从设计到加工、后续质量监控的整套方案,并在质量检测中使用了一种新型光学传感器。

数字化平台助力动力电池企业高效运维

除了在制造过程中为大家提供一些工具和助力,我们也在考虑能提供什么样的工具进行宏观的监控。近几年海克斯康开始打造数字化平台,以帮助动力电池企业进行整体的运维和管理。

如何在对工厂或车间进行管理时,能通过一定工具更好地运维动力电池企业?我们的方案是搭建一个完全数字化的平台,从底层的物联层开始,到生产管理、质量管理、设计等各个应用层,再到最上面的企业中台,企业根据数字化平台对整个企业的数据进行综合监控,对风险进行前期预警。

海克斯康数字技术助力动力电池高质量发展

图片来源:海克斯康

这是我们为制造业企业提供的平台,可以用这个工具做整个企业的运维管理。

下面简单介绍一下几个平台的情况。首先是连接平台,数字化领域普遍认为,虽然数字化底层的关键在于连接,需要有一个好的基础物联平台能够将各种设备、智能单元连接起来,让各种数据能够实时进来。物联实现后,可以实现生产过程的优化,管理水平也将大大提高。

目前许多企业都采用了我们的MaaS生产管理平台,针对像装备、仪器等领域的MaaS,可以解决生产计划、生产执行、仓储等各个系统的管理。

另外,在航空或汽车行业中用得最多的是质量管理平台。从测量仪器的互联开始,到各个应用层、数据中台、流程管理、实效性分析,整个质量管理平台都能覆盖。海克斯康质量管理平台里面集合了集团的大量计量工具,可进行失效分析、后期的预警和预测,以及大数据算法等。

我们的供应链管理平台可以用于供应链管理的全流程,覆盖客户、供应商、配套商、外部存储等整个体系。

未来的大趋势将是制造业向数字化制造、智能化制造演进,只不过进程可能不一样,有些企业数字化先行,有些企业则是数字化和智能化同步推进,但无论如何大趋势都是向这个方向发展。我们青岛也打造了智能工厂,集团在国内也有很多方案中心,方便对周边的客户进行支持。

(以上内容来自海克斯康数字化事业群副总裁、海克斯康汽车研究院院长王春江于2022年11月16日由盖世汽车主办,上海虹桥国际中央商务区管委会、上海闵行区人民政府指导,上海南虹桥投资开发(集团)有限公司协办的2022第二届汽车动力电池论坛发表的《海克斯康数字技术助力动力电池高质量发展》主题演讲。)

本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202211/24I70322734C601.shtml

文章标签: 电池 数字化 动力电池
 
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