动力蓄电池生命全周期监管解决方案

动力蓄电池作为新能源汽车的“移动心脏”,是新能源汽车有序、良性发展的关键。动力蓄电池从生产到回收利用全生命周期长、涉及产业链广,通过信息化手段采集和上传电池生产、维修更换、回收、梯次利用、退役等环节信息,对各环节主体落实安全监管是至关重要的。

动力蓄电池生命全周期监管解决方案

1.1.1. 需求分析

新能源汽车的快速发展,带动了动力蓄电池市场的飞跃,这不仅代表着新能源行业产业链前端、中端各环节势头向上,也预示着后端动力电池回收利用也将迎来巨大机遇与挑战。

电池的生产环节包括“投料、合浆、极片成型、制片/卷绕自动组装、注液封装、成品检测、智能物流”等多道流程,每道流程的品质都会影响到动力蓄电池的最终性能。因此,需要通过平台实时采集电芯上料到最终模组下料等各个工序环节的参数信息,包括电池编码、规格尺寸、密度等,对电芯模组结构、箱体结构设计进行动态监测,实现电池电芯自动化处理、模组自动化配置等,支持电池基本信息上报、结构设计上报、再生材料上报监管。

由于废旧动力电池回收市场不规范、循环体系不完善、回收技术薄弱等因素导致废旧动力电池回收存在安全和环保隐患,二次污染现象时常发生。需要采用信息化手段对回收网点进行评定和监管,采集退役及报废电池的接收量、种类、贮存量、拆卸拆解量及流向等信息,实现综合利用、统一管理回收数据。

基于动力蓄电池的统一编码,开展全生命周期溯源管理,实施动力电池生产、销售、使用、报废、回收、利用的全生命周期信息采集,是废旧动力电池回收利用管理的重要手段。电动汽车及动力电池生产企业、梯级利用企业通过扫码,可以将废旧动力电池的类型、形式、重量、去向等信息实时传输到信息系统中。

从轨迹追溯、余能监测、回收态势、安全防护等多个维度对数据进行实时扫描、挖掘、归集、分析,为各个“监管驾驶舱”提供引擎保障,实现蓄电池综合信息管理,辅助政府监管决策。

1.1.2. 解决方案介绍

动力蓄电池全生命周期监管平台,架构如下:

 

图 1平台总体架构图

1、微服务架构

监管平台采用微服务技术架构建设,让微服务与微服务之间在结构上“松耦合”,而在功能上则表现为一个“统一的整体”实现系统统一风格的界面,统一的用户、权限管理,统一的安全策略,统一的上线过程,统一的日志和审计方法,统一的调度方式,统一的访问入口等,为动力蓄电池全生命周期监管平台的数据传输提供可靠的支撑。

2、多端开发框架

监管平台采用多端统一开发框架,支撑实现Web端、App端、小程序、大屏端的适配多端解决方案,结合动力蓄电池生产、回收、再生处置等业务场景,有效地提升了用户体验和迭代效率。

3、数字技术体系

监管平台将采用数字新技术体系建设,主要包括云计算、大数据、物联网、人工智能等技术,实现新能源汽车动力蓄电池全生命周期(生产、使用、贮运、回收、利用、报废和拆解等)的监管。

1.1.3. 行业应用

1.1.3.1. 电池生产监管

系统通过物联网技术对动力蓄电池的电芯模组结构、箱体结构设计进行监测,数据上传到动力蓄电池全生命周期监管平台,实现对动力蓄电池生命周期各环节(生产、使用、贮运、回收、利用、报废和拆解)进行信息采集,满足生产过程中对蓄电池产品的结构设计、再生材料和基本信息的有效管理。

1.1.3.2. 回收能力监管

系统可记录动力蓄电池的信息,对回收的电池的检测、分级、存储进行全流程自动化监控,对未按要求运送到综合利用或拆卸拆解的企业进行监测预警。同时,可在系统上建立对应的动力蓄电池台账,记录退役及报废电池的接收量、种类、贮存量、拆卸拆解量及流向等信息,实现对回收的数据进行统一管理。

其次,平台依照国家法规、政策及标准要求,对回收网点进行评定和监管,确保动力蓄电池能被运输到安全、正规的回收网点,实现动力蓄电池的有效回收,确切落实网点的回收能力。

1.1.3.3. 再生利用监管

系统能够实现动力蓄电池从检测、评估、接单、订单结算、拆解利用实现流程信息化管理,能够及时为拆解环节提供识别拆解类型、报废动力电池检测、自动拆解的智能拆解功能,为每个订单生成唯一标识码,实现动力电池入场拍照、入场确认、条码更新、智能入场的功能,并及时将准确信息上传到监管平台。

其次,系统对动力蓄电池的安全检查、余能检测数据进行统一管理,利用AI算法模型进行智能回收评估,对检测后可梯次利用的电池,系统自动判别出再生处置方式(包括模组级别梯次利用和整包级别梯次利用),最终生成再生利用电池的种类、数量、流向等档案信息。

1.1.3.4. 监管数据分析

监管数据分析是将动力蓄电池的全生命周期的信息进行数据集成、数据分析和数据应用。主要采用AI智能分析溯源追溯数据、交易数据、维保数据、回收数据、全程报废拆解视频数据、安全检测数据、梯级利用数据等,通过大数据平台进行多维度的分析、统计,使数据更直观、查询更便捷。数据可应用于智能生产监管、溯源追溯、再生利用、监管评价、监管驾驶舱系统中,实时体现动力蓄电池资源综合利用趋势,满足监管部门的日常监管需求。

1.1.3.5. 监管驾驶舱

系统采用物联网技术将动力蓄电池生产全流程清晰地呈现在政府监管部门面前,满足政府监管需求;以集中、统一的生产经营数据仓库为基础,以数据挖掘、展现、分析为手段,满足对动力蓄电池回收企业、生产企业、处置企业的不同监管需求;采用人工智能、云计算等核心技术能力,从多个维度对数据进行实时扫描、挖掘、归集、分析,为各个”驾驶舱”提供引擎保障,实现蓄电池综合信息管理。

1.1.3.6. 智能溯源

生产方面:将电池结构、主要材料、拆卸、拆解及贮存等技术信息,以及回收要求等相关信息自动对接到监管平台,实现对蓄电池生产、销售、使用、报废、回收、利用等全过程的溯源监管。

销售方面:系统与ERP无缝集成,打通企业前后端业务流程,建立闭环交易管理,以便有关部门进行溯源管理。

维保方面:利用高精地图实现维保网点位置分布的“一张图”管理,提供在线更换/维修动力蓄电池能力,满足维保网点的智能化流程追溯。

1.1.4. 预期实施效果

通过建设动力蓄电池全生命周期监管平台,对动力蓄电池的电芯模组结构、箱体结构设计等数据进行实时监测、采集,实现电芯处理、模组装配、PACK装配等关键环节的智能化监控,满足电池基本信息上报、结构设计上报、再生材料上报监管。

围绕动力蓄电池设计、生产、销售、运输、回收利用及再生处置等环节构建电池全生命周期溯源追溯服务,可对每块动力蓄电池进行实动态跟踪和实时监控,保障其全生命周期的监测,为动力蓄电池的梯次利用或者再循环回收提供科学依据,满足对动力蓄电池生产监管、回收能力监管、再生利用监管等。

基于人工智能、云计算等核心技术能力,以集中、统一的生产经营数据仓库为基础,从余能检测、梯级利用、安全防护、再生处置等多维度对数据进行分析,实时展示动力蓄电池资源综合利用趋势,打造各个“监管驾驶舱”对动力蓄电池进行信息化管控,满足政府部门日常监管和企业管理需求。