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解析中国动力电池的发展，一半科技PLM助力中国动力电池产业升级
在第二十届中国汽车产业发展（泰达）国际论坛上，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高发表了关于“中国动力电池发展历程、技术进展与前景展望”的主题演讲，深入探讨了中国新能源汽车和动力电池技术的发展现状与未来趋势。
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在第二十届中国汽车产业发展（泰达）国际论坛上，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高发表了关于“中国动力电池发展历程、技术进展与前景展望”的主题演讲，深入探讨了中国新能源汽车和动力电池技术的发展现状与未来趋势。
一、中国动力电池发展历程
中国新能源汽车的研发始于2001年，至今已有二十年的历史。在这一过程中，新能源汽车主要解决了动力电动化问题，实现了节能减排。然而，为了实现能源绿色化，新能源汽车的研发需要进一步深入，实现从电动化、智能化到绿色化的转变。只有通过新能源革命，才能真正实现新能源汽车的100%绿色化。
截至2023年上半年，风电和光伏发电已占全国总发电量的20%，预计到2030年，非化石能源发电量将占到55%以上，新能源将成为主导能源。在此背景下，电池技术成为了新能源发展的关键。
二、中国动力电池技术进展
1. 安全电池
电动汽车的应用引发了对安全电池的关注，电池安全的核心问题是热失控。
什么是热失控？
所谓热失控就是各种诱因引发温度上升，温度达到一定程度，每秒钟上升可以达至1000度，从而导致温度无法控制在电池包里面传播蔓延，最后导致燃烧事故。
欧阳明高教授指出，正极材料失氧是热失控的关键原因之一。为了解决这一问题，研究人员开发了EC-Free电解液和聚合电解液抑制热失控，并提出了固液混合或半固态的高安全电池。
此外，研究发现“颗粒物诱导击穿电弧”是电池蔓延的重要原因，并总结了电池系统热失控的三种特征模式。基于这些发现，研究人员正在积极探索硫化物固态电解质，并重点研究固-固反应，以进一步提升电池安全性。
2. 智能电池
随着人工智能技术的不断发展，动力电池管理正在逐步智能化。在智能仿真方面，现代数字实验室已经融合了多尺度表征、计算、分析、设计和发展等技术，整合了电池测试、优化设计和AI建模方法，形成了新材料、新设备和新系统的闭环研发系统。电池设计软件工具链涵盖了虚拟建模、短期和长期性能仿真、自动设计等功能，并可与人工智能图像处理技术直接对接，实现仿真结果的快速预测和优化。国内企业如宁德时代已经在这一领域取得了显著的技术进步。
在电池智能制造方面，智能装备正在广泛应用。例如，深圳吉阳科技已经可以实现每分钟600片的电池叠片速度，达到了全球领先水平。在电池制造工艺方面，前段、中段和后段工艺都在进行智能化改造，尤其是利用产线大数据进行智能预测，可以将电池分容时间、电费、设备和场地成本减少45%左右，有效避免缺陷电池流入产品中间。
3. 固态电池
固态电池是未来动力电池发展的重要方向。研究人员分三步攻关固态电解质、高容量复合负极和高容量复合正极。
未来动力电池技术路线将围绕三个方向发展：
2030年以400Wh/kg和800Wh/L为目标，重点发展高比容量高硅基负极，实现高性能乘用车应用。
2035年以500Wh/kg和1000Wh/L为目标，进一步发展高比容量锂金属负极。
2035年以500Wh/kg和1000Wh/L为目标，发展高电压高比容量富锂正极；2040年以700Wh/kg为目标，发展锂硫和锂空气电池。
三、PLM研发管理系统
随着新能源动力电池技术的快速发展，PLM研发管理系统的引入为研发过程带来了显著的帮助，动力电池的研发也面临着日益复杂的挑战，包括技术更新速度快、市场需求多样化以及严格的安全和环保标准等。
跨部门协作：PLM促进不同部门（如研发、生产、质量控制和销售）之间的协作，确保信息流畅和一致。
数据管理：通过集中管理所有产品数据，PLM有助于减少错误和重复工作，提高数据的准确性和可访问性。
设计优化：PLM工具可以集成仿真分析工具，帮助工程师在设计阶段预测产品性能，优化设计。
加速产品上市：PLM通过自动化流程和提高信息共享效率，缩短产品从概念到市场的时间。
成本控制：通过更好的项目管理和成本跟踪，PLM有助于控制研发和生产成本。
质量控制：可以跟踪和记录产品的质量数据，进行质量分析和改进。有助于提高产品的可靠性和一致性，满足质量标准和客户需求。
合规性管理：PLM帮助企业跟踪和管理法规要求，确保产品符合所有适用的法律和行业标准。
产品追溯：PLM支持产品追溯，有助于快速响应质量问题和召回。
创新和持续改进：PLM提供了一个平台，使研发团队能够更好地收集和分析市场需求、客户反馈和竞争对手信息，推动创新和持续改进。
决策支持：通过数据分析和报告功能，PLM 可以为管理层提供决策支持，帮助制定研发战略、资源分配和项目优先级等决策。
知识管理：PLM作为知识库，可以保存所有产品相关的知识，包括最佳实践、历史数据和经验教训。
风险管理：PLM帮助管理产品开发过程中的风险，减少潜在的负面影响。
四、企业应用案例
三元电子
浙江三元电子科技有限公司（以下简称“三元电子”）专业从事电磁屏蔽材料及导热材料的开发、生产和销售，致力于为消费电子、通讯、汽车、军工和家电等行业提供服务，产品技术达到国内一流、国际先进水平。特别在5G和新能源汽车产业中更是有创新材料技术应用，是大众、福特等一线品牌企业的长期合作伙伴。
三元电子与一半科技达成合作，上线PLM研发管理系统，优化编码和工程资源管理，建立统一的编码规则体系,实现项目、配方、样品、产品等各类资源的标准化管理。同时,推进技术文档的电子化管理,建立完善的产品结构管理机制,支持多配方开发和实验数据分析,并建立实验设备基础信息档案库,有助于提高产品开发效率和质量,确保配方数据安全,为企业的工程资源管理水平提升奠定基础。
赛伍技术
赛伍技术从事薄膜形态功能性高分子材料的研发、生产和销售，2017年赛伍技术适时成立新能源汽车项目小组，开始布局车规级产品开发、生产，通过赛伍技术平台研发生产汽车类绝缘、粘接、缓冲、防护、导热等汽车产业产品，为动力电池和整车提供全方位解决方案，实现赛伍在车规级产品体系上的市场突破与战略布局。
赛伍技术运用一半科技PLM建立无纸化办公模式，实现研发数据集中化管理，建立以部门为维度的知识库管理，方便查询、快速复用，提高研发效率。同时，系统将建立完善的项目管理体系，包括项目进度可视化、人员任务完成情况、人员负荷信息化、项目跟踪等功能，提高工作效率。此外，系统还将建立标准工序库、设备清单列表、配方管理平台、实验管理平台等，实现研发流程的标准化、规范化和数字化，最终提升企业研发效率和产品质量。
中国动力电池技术的发展正处于关键时期，安全电池、智能电池和固态电池的研发进展为新能源汽车的未来发展奠定了坚实的基础。同时，PLM研发管理系统的应用将进一步推动中国动力电池产业的创新和发展，实现绿色能源的可持续发展目标。
