氢能设备吹响自动化号角 哪家公司能抢得先机?
在氢能汽车发展的过程中,一个不可忽视的瓶颈就是成本高。而在影响成本的众多因素中,制造技术落后,自动化程度低成为制约产业升级的关键环节。
以燃料电池的制备技术来看,高工氢电在调研中发现,国内燃料电池行业虽已发展多年,但是绝大多数企业尚处在半自动化状态,整体制备水平效率不高,多项工艺难点还有待突破。
不过,这种局面正随着国产燃料电池制备工艺的自动化水平的提升而逐渐改观,尤其是一些国产燃料电池电堆/系统设备企业的出现,对于改进提升燃料电池制造的自动化水平起到了至关重要的作用。
2019年10月,在佛山国际氢能展上,一家声名不显的燃料电池装备参展商展台前,一批专业观众在围观屏幕上燃料电池自动化装配生产线的视频。只见整个生产过程中,从上料到组装、检测,只有机器人忙碌的身影,很少看到工人,这条自动化生产线的制造商也开始引起业内的关注。
“如果担心自己的产品被别人看一眼就能抄走的话,这家公司也没有什么前途。” 惠州绿保科技有限公司(下称“绿保科技”)总经理王志军告诉高工氢电,公司敢把产品线展示出来,是经过了下游客户的充分验证,有自信向行业分享先进的制造技术。
事实上,早在2018年,绿保科技开发的2条燃料电池系统装配线在国内投入使用,2019年开始推出石墨双极板和电堆的自动化生产线,并在国内知名的燃料电池企业实现上线运转。
作为国内电堆/系统自动化产线方面率先发力的公司,能在氢能设备自动化领域率先开局,这背后是绿保科技长达两年多时间的产线工艺探索。
“如果不做燃料电池设备,绿保也就是失去了存在的价值。”绿保科技总经理王志军告诉高工氢电,绿保科技在创立之初就专注于燃料电池行业智能装备的研发和制造,公司的理念是是让客户没有难做的产品。
然而,对于尚处在行业发展初期的燃料电池行业来说,将实验室技术水平的技术进行产业化,做出批量化的产品绝非易事,对初创的燃料电池企业来说更是如此。
“整合生产线很复杂,工艺要优化,机制要提升,产能爬坡,异常的复杂。在实现批量下线的过程中,我们发现60kW以上电堆产品合格率低,产能存在瓶颈,少数工序生产效率低,而且成本依然较高”。明天氢能董事长王朝云在去年11月的高工氢电年会上表示,电堆的批量化制造要克服很多困难,需要工匠精神。绿保公司副总康鹏在和王朝云董事长交流过程中提出了绿保秉持的“融入工匠精神的智能制造”观点,王朝云董事长深表赞同。
在跟随中国氢电行业成长的过程中,绿保科技对于燃料电池制造环节的遇到难题感受颇深,燃料电池整个行业的产业化都需要植入”工匠精神”。
事实上,自2017年12月公司正式注册成立之后,绿保科技就在燃料电池的制造设备方面配合雄韬氢雄进行深度开发,在此基础上获得了很多经验积累。
“燃料电池系统装配生产线要经过不断的调试和工艺改良之后才能进入到一个平稳运行的状态。” 王志军坦言,公司在进入行业之初时,没有现成的经验可以借鉴,通过不断摸索和磨合,一次次的调试,现在已经可以把燃料电池系统装配生产线的良率做到99%以上。
绿保科技提供的燃料电池系统装配生产线
据了解,该燃料电池系统装配生产线采用整线MES系统管控,生产节拍在每小时4-6台灵活变动。整条生产线采用机器人自动上电堆,全自动合装电堆,机器人自动下料,AGV自动回流,机器人视觉自动对位校正,并且将合装完毕的电堆组件自动入箱,整个过程自动化程度极高。
除此之外,该智能化系统装配生产线还实行多工位气密性检测,实现全流程质量管控。绿保科技的自动化生产线最大的特点是实现了可柔性生产,且具备全自动化生产能力。这对于燃料电池制备技术来说,无疑是一次重大的变革。
高工氢电了解到,雄韬氢雄在武汉和大同工厂的燃料电池系统装配生产线就主要由绿保科技协助实现自动化生产过程。
“如果按照以前半自动化状态,手工组装一天最多能装一台就算不错了,上了自动化装配线之后,一天可以做轻松40台以上。”武汉雄韬氢雄一位技术负责人告诉高工氢电,除了效率的提高,最大的改善是产品的一致性提升,产品的质量更有保证。
“燃料电池系统全自动化生产线减少了生产过程人工参与,提高产品质量,保证了产品的一致性,更适合规模化批量生产的需求。”王志军说。
现阶段,绿保科技已经建立了相对完善的燃料电池智能装备产品矩阵,包括氢燃料电池实验室设备、燃料电池系统装配生产线、石墨双极板自动点胶线和石墨板电堆装配生产线等相对完整的产品体系。
在市场应用方面,绿保科技已经与武汉雄韬氢雄、大同氢雄云鼎、北京氢璞创能、浙江氢途科技、武汉理工氢电等国内主要燃料电池行业客户建立紧密合作关系。
值得一提的是,目前国内整个燃料电池汽车市场还相对偏小,尚未形成万辆级规模的需求,这也在一定程度上制约了自动化生产线的推广。
“跟现有的订单需求相比,上一条自动化的燃料电池装配线成本较高,小公司会有较大的资金压力。”国内一家排名靠前的燃料电池系统企业高层认为,车企在测试阶段容忍度会高些,但到了真正上路运营,就会对配套的供应商提出提高要求,自动化水平的高低就是一个重要的衡量标准。
另一方面,随着燃料电池电堆/系统国产化程度的提高,国产燃料电池生产设备也将迎来一波产线升级的浪潮,头部玩家将会加快向自动化方向靠拢。
高工产研氢电产业研究所(GGII)在《中国氢燃料电池电堆生产设备行业调研分析报告(2019-2023年)》中的数据显示,2019年中国氢燃料电池电堆产业链设备市场规模约10亿元,其中膜电极生产设备占比29%,金属双极板设备市场规模占比24%。市场规模占比第三的设备为电堆活化测试台,占比约为13%。
王志军表示,燃料电池行业要迈向下一个台阶,产业制造升级是必然之路,绿保科技不怕踩坑触雷,愿意成为行业探路者。