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深圳市比亚迪电子部品件有限公司(深圳市比亚迪电子制品件有限公司)

2023-04-24 12:43:56 理财知识 阅读 0

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编者按:

2022年的全球经济风云变幻,但无论时代风口如何变化,实体产业永远是绕不开的话题。工厂又是实体经济非常重要的一环,且出现了很大的变量。

所以基于此, 36氪与ITES深圳工业展共同打造了「聪明的工厂」这个专栏,期待通过与真实工厂的实地探访、与企业内部的真诚交流,还原并发掘现阶段中国智造产业链集群的“聪明之处”。它可能是用“聪明技术”高效运转,也可能是通过“聪明方法”灵活调配,还可能是制造业中转型的舵手们,那些最前沿的“聪明脑袋”。

在数个不同产业集群中,制造的力量是什么?我们期待能尝试跟踪自动化的进展,并从中找到共性。以下为我们的专栏第五期——海雷新能源。

文|周有辉

编辑|彭孝秋

深圳,作为锂电池产业之都,财富聚集程度已经不输当年诞生出华为、传音的3C电子行业。

除了比亚迪,深圳锂电产业上游已有欣旺达、德方纳米、贝特瑞、新宙邦等一众上市公司。据官方数据统计,深圳2020年锂电年产值接近4000亿元,而去年国内锂电全行业的总产值刚刚突破了6000亿元。

即便考虑到两个数据的统计口径略有不同,深圳一城所占中国锂电总产值的比例也已相当瞩目。

产值庞大,意味着丰富的行业生态足以哺育出满足市场不同需求的中小企业。

36氪近期探访了一家电池制造工厂——海雷新能源,后者瞄准了两轮车换电市场这一门“不起眼”的生意,为中国铁塔、51换电等下游客户提供换电柜和锂电池。2021年,海雷的营收达到了9亿元,在原材料成本没有大幅上涨的情况下,毛利率可达20%。

在海雷身上,有着十足的深圳制造烙印。

其在电池产业链中处于最后的PACK段,即通过外购电芯、自行组装成面向不同产品的电池。2012年从数码产品的小电池做起,到2014年提供平衡车的小动力电池,再到2016年为共享单车做电子锁电源,乃至如今的换电业务和储能业务两条腿走路,海雷都在敏锐地捕捉市场变化。

一、如何抓住换电市场?

换电市场的形成和这几年外卖骑手数量的快速增长密不可分。

去年,外卖骑手就约有1300万名,接近全国人口的1%。这意味着,每100个中国人中,就有1个是送外卖的。

外卖骑手的用电习惯——换电时间短更方便跑单、一天要换多次电池(约3次以上),催生出了下游庞大的换电产业。据EVTank统计,2021年中国两轮车换电市场规模预计为336亿元,早在2020年,外卖领域的换电渗透率就达到了25%。

这家深圳电池厂,掌握百万外卖骑手每天都用的核心科技丨聪明的工厂

图:2020年—2025年中国两轮车不同客户群体换电服务渗透率预测

因此,换电行业的繁荣反过来养活了像海雷新能源这样的上游工厂。

2019年,中国铁塔设立了子公司铁塔能源,基于通信基站的优势入局换电站业务,彼时正是外卖市场突飞猛进的节点。

仅用两年时间,中国铁塔的换电业务就覆盖了280个城市,换电网点达4.4万,业务营收达到了12.43亿元。海雷也多次在其竞标中胜出,除了中国铁塔,还接连拿下51换电、哈啰换电等大客户的订单。

究其在一众头部动力电池厂商胜出的原因,可分为两点,一是懂得市场需求,二是基于需求去灵活改变生产端的制造。

海雷新能源副总经理胡官民告诉36氪,换电用的电池必须耐冲击性强、寿命足够长。

这是因为,在租用场景下,外卖骑手通常不会爱护换电电池,“摔在地上、碰撞到其他硬物这些外界物理破坏是很常见的,因为不是自己的私有物品。”所以,海雷在生产制造时就装配了更加坚固的外壳来保护电池。

其次是换电电池要承受频繁的瞬时大电流冲击。

举个例子,外卖骑手在骑两轮车时,经常要在短时间内加减速。特别为了赶订单而加速、踩油门上陡坡等等,而不会像汽车那样平稳(汽车更平稳的另一部分原因是汽车动力电池容量更大)。

反映到电池上,就是每踩满一次油门,电池的放电倍率都很容易触达极限值,显然会极大影响电池寿命。

基于此,海雷在电池外部设计了一块保护板,可以实时检测电池的放电量,使其保持在不伤性能的数值之下。同时,海雷还通过自研BMS系统,综合考虑换电柜和上述的外卖场景,来设计电源管理系统让电池寿命更长。

“不少为汽车做电池的大厂来做两轮车电池,发现会有很多障碍,电池反而不好用,原因就是看不到需求所在而导致的设计盲区。“胡官民表示。

对下游使用场景需求的洞察,要结合生产端的配合才能最终实现在产品上。

具体到生产端,海雷选择了磷酸铁锂软包电池的方案。软包电池的特点是充放电倍率足够高、能量密度也表现不俗,但生产效率和标准化程度相比圆柱和方形低得多。并且根据面向的市场不同,经常需要改变最终的产品形态。海雷工厂则很好地平衡了灵活性和生产效率。

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圆柱、软包和方形电池优缺点比较

2020年,海雷在换电业务扩大后,正式在深圳坪山区设立了新工厂,并在建立之初,就设计了第一段检验工序的自动化。直到去年,海雷的自动化分选设备投入使用。而在后段的焊接工序,海雷也引入了全自动激光点焊机。

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(图:自动化分选机)

“未来在焊接之前的工序,我们都会考虑全面的自动化。”胡官民告诉36氪。目前海雷的日产出量10000组,年产量可达1GWh,1GWh对于中小电池厂来说是一个重要分水岭,继续向上生长必然要对工厂进行更精益的管理。

业务层面上,今年以来,海雷还通过原有的基站储能产品切入储能业务,包括了家庭储能、工业储能,以及便携式储能。

原因一如海雷过往的多次转型,两轮车换电市场剩余的增量已经不多,而储能市场正待更多创业公司摩拳擦掌进入。据国信证券统计,2022年全球新型电力储能新增装机将达到55GWh,同比增速将达到439%。

二、工厂的聪明之处在哪?

“考虑自动化的第一因素不是替人,而是产品质量的一致性。”

谈及对工厂的智能化、自动化布局时,胡官民告诉36氪。在三种常见电池类型中,圆柱已有三十多年历史,而世界上第一块汽车软包电池,是由韩国LG化学在2010年才首次推出,因此相对应的上下游产业链远不如圆柱电池完备和标准化。

作为下游工厂,要实现自动化的前提是上游电芯厂提供标准的电芯,这在目前还难以达成。

换句话说,海雷作为软包电池的PACK方,其扮演的角色更是产业链向智能化、自动化迈进的参与者。“目前PACK段的自动化在国内相当少见,基本还处于纯手工的状态。而海雷已经做了很多尝试。”

具体而言,从2017年开始,海雷就陆续在前端测试、组装、焊接以及打胶等工序实现部分自动化,并且提升了产品的生产精度和效益。

以打胶工序为例,人工打胶有很多不可控因素,包括开关闭合度、气压强度、胶量大小的把控,人工打胶可能会出现忽高忽低,大量浪费。而采用自动化机器,可以用一定气压来控制胶量,减少浪费,还能更精准地粘接材料。

同时,海雷还将拧螺丝和打胶的自动化设备结合,机器在完成在自动拧螺丝之后,也可以紧接完成打胶的动作,这使得原本需要7-8人的工段减少至2-3人。

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(图:自动打胶机器)

值得注意的是,海雷为每块电池装入了4G通信模块和识别芯片,这使得工厂能够从生产伊始到最终交付使用,实现对电池的全生命周期管理。

例如,一块电池如果有质量问题,上层MES管理系统会呈现出哪个环节出了问题,进而针对性地改进产品生产质量。另外,安装在电池内的4G模块可以实时监测电池状态,并提供实时上传云平台的数据,最后给出高温预警、过流预警以保护电池。

这一机制在下游换电场景中的作用显著,因为海雷可以和客户一起参与到产品的质量管理当中,及时收集问题反馈,这大大降低原本高昂的售后成本。

当然,这些自动化投入的基础在于海雷的换电业务已经足够稳定,可以承受大规模的固定资产投入。

“我们现在更愿意称半自动线,因为不同下游产品的款型不一,人工仍然可以很快地结合客户需求去做产线的改变,产线调整灵活依旧是海雷重要的优势。”因为自动化设备一旦部署,就是数年固定的折旧费,但下游市场是在快速变动的。

作为工厂,对单一重复的工序做自动化已经具备相当的可行性,但是全面的“黑灯工厂”不现实也不经济。胡官民为36氪举例道,“当年比亚迪能打败三洋正是因为用了人工+夹具的方式,三洋的全自动产线切换产品型号可能要一到两个月,但比亚迪只要一到两天。”这其中的经济性在当前的生产柔性化趋势中更为突出。

不过,在海雷各种自动化尝试中,已经可以隐隐看出传统工厂向未来迈进的可行之路——从需求出发,改造原有的工序,向上则是生产流的数字化管理。毕竟,智能化工厂不会有明确的终局,而只会在市场变化中一步步呈现。

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