智能溫控如何助力鋰電產(chǎn)業(yè)節(jié)能、增效、降本

在新能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的浪潮中，鋰電池作為核心動力源，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的節(jié)能降耗的重要性抬升。產(chǎn)業(yè)共識是，節(jié)能降耗落實在制造規(guī)模更大的鋰電企業(yè)生產(chǎn)活動中，是直觀的經(jīng)濟(jì)效益和競爭力。

尤其國內(nèi)鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，對降本增效的追逐在2023到2024上半年的產(chǎn)業(yè)低谷期達(dá)到極致。此前，以降本為核心目標(biāo)，鋰電產(chǎn)業(yè)已快速推動產(chǎn)線設(shè)備、核心零部件大面積國產(chǎn)化滲透?，F(xiàn)階段，鋰電企業(yè)在設(shè)備采購成本上進(jìn)一步下探的空間已十分有限，節(jié)能降耗成為現(xiàn)階段降本增效更為關(guān)注的主題。

據(jù)了解，鋰電企業(yè)對節(jié)能降耗改造態(tài)度十分積極，即便是百分之一、千分之一的節(jié)能降耗空間，也愿意嘗試。以2023年四川省發(fā)展和改革委員會關(guān)于年產(chǎn)4萬噸磷酸錳鐵鋰鋰電池正極材料生產(chǎn)項目的審查意見為例，該項目達(dá)產(chǎn)年耗電19676.09萬千瓦時、天然氣1501.63萬立方米、0.8兆帕飽和蒸汽4萬噸，年綜合能源消費量折合標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量值46195.86噸、等價值86551.52噸。初步估算該項目年能耗支出已達(dá)億元級別，能耗等價值與當(dāng)量值間的落差也反映出能源轉(zhuǎn)換和利用過程中的效率仍有提高空間。在鋰電生產(chǎn)過程中，溫控和除濕環(huán)節(jié)的能耗較高。通過應(yīng)用新技術(shù)，企業(yè)可以在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時，大幅降低能耗開支。已有案例顯示，相關(guān)節(jié)能降耗措施每年可節(jié)省電費數(shù)百萬元至千萬元。

作為國內(nèi)精密溫控領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，廈門宇電自動化科技有限公司（簡稱“宇電自動化”）自身33年深耕智能溫控器，在鋰電池、光伏、半導(dǎo)體、生物科技、機電設(shè)備和高端材料等多個新興行業(yè)實現(xiàn)滲透，破解零部件在高端制造中滲透的難題。針對鋰電規(guī)模制造中節(jié)能降本的新命題，宇電自動化創(chuàng)始人兼董事長周宇認(rèn)為精密溫控技術(shù)升級可撬動巨大的節(jié)能降耗價值。目前，宇電自動化已針對鋰電行業(yè)研發(fā)了一系列高端精密溫控器，并在生產(chǎn)中實現(xiàn)了鋰電材料、電池產(chǎn)線節(jié)能降耗。

精密溫控，節(jié)能增效降本背后的產(chǎn)業(yè)價值

精密溫控是利用高精度技術(shù)來準(zhǔn)確控制、維持特定環(huán)境或物體的溫度，確保其保持在所需的范圍內(nèi)，這一技術(shù)在工業(yè)、科研和日常生活中都有廣泛應(yīng)用。在鋰電池生產(chǎn)中，溫控器在極片涂布、烘烤、輥壓、電池性能測試、生產(chǎn)環(huán)境控制等多方面均有應(yīng)用。例如，涂布、干燥這兩個環(huán)節(jié)，對溫度的精準(zhǔn)控制就有高要求，而這兩個環(huán)節(jié)的溫度控制直接影響到電池的最終性能和安全性。前者依賴于高精度的溫度測量和穩(wěn)定控制，才能形成更均勻的涂層；干燥過程需要消耗大量電能以去除電極材料中的水分和溶劑，確保電極材料的性能穩(wěn)定，溫度的精確控制對極片的質(zhì)量和生產(chǎn)效率至關(guān)重要，好的溫控器可以精確控制干燥箱內(nèi)的溫度，確保極片在最適宜的溫度下干燥，提高干燥質(zhì)量和效率。據(jù)悉，頭部電池企業(yè)對于溫控器的需求量是幾萬個到十萬個，所用溫控器精度目前在0.3至0.25級。

但當(dāng)下，瞄準(zhǔn)降能耗、高良率目標(biāo)，三至五年前所用設(shè)備已不滿足鋰電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有發(fā)展訴求。對比常用精度在0.25級至0.3級的進(jìn)口品牌溫控器，宇電認(rèn)為在不增加溫控器成本的基礎(chǔ)上鋰電精密溫控水平至少可提升至0.15級，通過更高精度的溫控減少額外能耗。宇電推出的四線制技術(shù)，也能更好規(guī)避電阻影響，進(jìn)一步提升溫控器的精確性，確保了電芯產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。

國產(chǎn)高端制造，溫控器技術(shù)領(lǐng)先之道

到今天，國產(chǎn)溫控器的發(fā)展也走過了30年，以宇電自動化為代表的國產(chǎn)溫控器品牌在技術(shù)、品質(zhì)、服務(wù)等方面，已經(jīng)走在了全球前列。

但在過去“國產(chǎn)只保證價格、難保證品質(zhì)”的觀念下，讓早有節(jié)能降耗觀念的鋰電企業(yè)，對國產(chǎn)溫控器產(chǎn)生猶豫，畢竟溫控器直接影響生產(chǎn)能耗和產(chǎn)品良率。

宇電認(rèn)為，要讓高端制造行業(yè)認(rèn)可自己作為國產(chǎn)品牌的可靠性，就要重點提升自身技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量管理——因為在高端制造中可靠性意味著價值。可靠性方面，宇電溫控器設(shè)計上全面優(yōu)化了超低功耗，儀表無輸出時耗電僅0.2W左右，多路輸入隔離型能耗低至0.4W左右，這有助于減少儀表自身的溫升，提升溫度測量準(zhǔn)確性、設(shè)備效益及儀表可靠性，實現(xiàn)了極低的返修率。

此外，宇電設(shè)計380VAC電源誤接保護(hù)功能，進(jìn)一步提升防呆可靠性；常規(guī)產(chǎn)品樣機高溫老化測試溫度達(dá)105度，耐高溫板產(chǎn)品樣機老化測試溫度達(dá)155度；電源部分群脈沖抗干擾測試達(dá)6KV，輸入抗干擾測試超過3KV，各項產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)均為溫控器領(lǐng)域領(lǐng)先。以宇電在鋰電行業(yè)的某頭部客戶返修統(tǒng)計，該客戶某型號四路溫控器，2019-2023年間累計發(fā)貨5.7萬臺，至2024年1-10月收到返修儀表僅7臺，5年累計僅收到40臺返修儀表。

返修原因基本是熱電偶輸入端IC芯片因為輸入引入干擾過強導(dǎo)致的損壞。再以光伏行業(yè)某頭部客戶返修統(tǒng)計，該客戶使用的某型號串級溫控器，2022~2023年間累計發(fā)貨25萬臺，至今累計收到返修儀表僅34臺。更低的返修率表示生產(chǎn)現(xiàn)場因為溫控器損壞導(dǎo)致的損失可以控制在極低的水平，幫助客戶實現(xiàn)降本增效。宇電溫控器在電氣干擾復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場擁有如此之低的返修率，已經(jīng)大幅優(yōu)于市面大多數(shù)同類進(jìn)口產(chǎn)品，也打破了客戶以往對國產(chǎn)溫控器產(chǎn)品質(zhì)量不佳的成見。

解碼精密溫控“隱形冠軍”

上世紀(jì)80年代末，彼時還在廈門大學(xué)就讀的宇電創(chuàng)始人周宇，發(fā)現(xiàn)用于精密溫控表非常稀缺，當(dāng)時歐陸和導(dǎo)電等進(jìn)口品牌的程序溫控器就高達(dá)五六千元，為打破高端溫控器進(jìn)口壟斷局面，自主開發(fā)出國內(nèi)首臺滿足高校及中國科學(xué)院科研精密程序控溫的單路/四路高精度程序控溫儀，填補了國內(nèi)精密溫控市場空白。早期產(chǎn)品除供國內(nèi)高校和中科院等科研院所使用外，還逐步在高端材料及熱處理行業(yè)實現(xiàn)了進(jìn)口產(chǎn)品的替代，并逐步應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)。

上世紀(jì)80年代末，彼時還在廈門大學(xué)就讀的宇電自動化創(chuàng)始人周宇，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)精密溫控表非常稀缺，當(dāng)時歐陸和島電等進(jìn)口品牌的程序溫控器就高達(dá)五六千元。

為打破高端溫控器進(jìn)口壟斷局面，周宇自主開發(fā)出國內(nèi)首臺滿足高校及中國科學(xué)院科研精密程序控溫的單路/四路高精度程序控溫儀，填補了國內(nèi)精密溫控市場空白。除供國內(nèi)高校和中科院等科研院所使用外，還在高端材料及熱處理行業(yè)實現(xiàn)了進(jìn)口溫控器的替代，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)。

經(jīng)過市場的多年沉淀，宇電多項技術(shù)逐漸走在行業(yè)前列，并實現(xiàn)從有到優(yōu)，樹立起國產(chǎn)溫控器的標(biāo)桿，深度參與國家標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作，并主持起草了 GB/T 20819.1-2015 調(diào)節(jié)器國家標(biāo)準(zhǔn)。截至2023 年底，宇電共主持參與起草了幾十項國家標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)領(lǐng)先方面，在高性能AI智能串級溫控技術(shù)、高抗干擾20ms高速采樣、多路高耐壓隔離輸入、0.001度高分辨率、25ppm低溫漂測量及可編程運算能力等一系列先進(jìn)技術(shù)方面，宇電已實現(xiàn)對進(jìn)口儀表的趕超。

2023年，宇電自動化單路和多路工業(yè)用溫控器的全球出貨量達(dá)160萬臺，首次超過了過去的全球銷量龍頭某日本品牌的144萬臺?？梢哉f，在精密溫控領(lǐng)域，宇電自動化是當(dāng)之無愧的“隱形冠軍”。這背后，是依靠宇電極高的產(chǎn)品質(zhì)量和優(yōu)異的性價比，以及在老客戶中積淀的產(chǎn)品口碑。目前，隨著公司建筑面積達(dá)5.4萬平方米的新廠房落成，公司智能溫控器規(guī)劃年生產(chǎn)能力可達(dá)1000 萬臺，可以快速及時交付客戶的大型訂單。

在鋰電領(lǐng)域中，2012年，有著供應(yīng)鏈國產(chǎn)化雄心的比亞迪找到宇電自動化，宇電成功進(jìn)入鋰電領(lǐng)域，十多年來持續(xù)為比亞迪等鋰電行業(yè)客戶提供質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。至今，憑借小體積導(dǎo)軌安裝多路精密溫控器系列產(chǎn)品，宇電自動化已成為寧德時代、比亞迪、ATL鋰電行業(yè)龍頭均認(rèn)可的國產(chǎn)溫控器品牌。

在新能源行業(yè)的另一高端制造——光伏領(lǐng)域，宇電更是大有斬獲。2022年，伴隨光伏行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級，宇電推出光伏行業(yè)專用串級溫控器，成功通過國內(nèi)某光伏設(shè)備龍頭企業(yè)的產(chǎn)線驗證，自此公司打開光伏領(lǐng)域市場，實現(xiàn)光伏溫控器市場的大面積滲透。值得一提的是，在串級溫控技術(shù)方面，宇電創(chuàng)新研發(fā)的智能定標(biāo)技術(shù)及串級PID自整定技術(shù)，使得以往復(fù)雜的串級控制調(diào)試變得簡單，此技術(shù)已在光伏及半導(dǎo)體設(shè)備實現(xiàn)對串級溫控器的全面進(jìn)口替代，并為客戶縮短工藝時間及提升產(chǎn)線良率方面取得有效成績及累積經(jīng)驗，在光伏行業(yè)內(nèi)備受認(rèn)可，目前已積累大量交付案例。

而光伏領(lǐng)域的溫控技術(shù)應(yīng)用要求相較鋰電領(lǐng)域更高，借由在光伏領(lǐng)域的技術(shù)經(jīng)驗，宇電對通過高端溫控技術(shù)助推鋰電生產(chǎn)節(jié)能降耗有著充分的信心。目前，宇電已實現(xiàn)關(guān)鍵原材料100%國產(chǎn)化，并與國內(nèi)芯片廠合作，自主研發(fā)溫控器專用核心芯片，打造安全供應(yīng)鏈的同時，持續(xù)提升產(chǎn)品性價比。

在抗干擾性、可靠性和能耗等方面進(jìn)一步實現(xiàn)過去進(jìn)口芯片產(chǎn)品的全面替代。這也是在2022年芯片等原材料供應(yīng)缺貨且價格瘋漲的期間，宇電對客戶做出產(chǎn)品不漲價、不斷貨，維持穩(wěn)定供貨的底氣所在。通過精密溫控技術(shù)的應(yīng)用，鋰電企業(yè)可以顯著降低能耗開支，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的深入推廣，鋰電產(chǎn)線節(jié)能降耗將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。同時，瞄準(zhǔn)要求更高的半導(dǎo)體領(lǐng)域，宇電仍在做持續(xù)的技術(shù)攻克，在以宇電自動化為代表的企業(yè)推動下，國產(chǎn)精密溫控有望迎接更廣闊的未來。