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電動汽車電池生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計和集成/操縱模型

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

由于大型鋰電池的大規(guī)模生產(chǎn)還處于雛形階段，因此對產(chǎn)品屬性影響的操縱過程還屬未知的，只能從最后的生產(chǎn)環(huán)節(jié)評估產(chǎn)品質(zhì)量。為了獲得資源高效和可經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的鋰離子電池，需要了解其性能、電池單元質(zhì)量、生產(chǎn)工藝和裝配系統(tǒng)設(shè)計之間的相關(guān)性。

影響高能鋰離子電池質(zhì)量、性能和成本核心因素是生產(chǎn)技術(shù)、質(zhì)量測量技術(shù)和質(zhì)量管理方法。因此，機(jī)床和工業(yè)管理研究所建立了高能電池的生產(chǎn)研究中心（R-PHEB）。該R-PH根據(jù)工業(yè)需求調(diào)查高能電池的生產(chǎn)技術(shù)。研究主要包括3個部分：①過程和裝配系統(tǒng)設(shè)計；②質(zhì)量保證和管理；③價值鏈分析和設(shè)計。

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

產(chǎn)品和過程模型可以為鋰電池裝配系統(tǒng)的設(shè)計制定相應(yīng)指導(dǎo)方針，主要包括3個部分：①數(shù)據(jù)庫包含鋰電池生產(chǎn)的基本流程；②將基本流程與價值鏈結(jié)合的方法和規(guī)則；③標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)描述中包含特定流程的特點。

在數(shù)據(jù)庫中，會有產(chǎn)品模型、過程模型和相關(guān)矩陣，它們可用于裝配系統(tǒng)的方法設(shè)計，以及調(diào)查過程參數(shù)和輸出質(zhì)量之間的相關(guān)性。此外，數(shù)據(jù)庫也有助于評估建立的過程鏈或決定電池生產(chǎn)的數(shù)量。

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

編譯：趙喚