角逐轨道交通电池赛道,TA是“弯道超车”助推器

2021-06-24


轨道交通车辆的主要功能为载客运行,其安全性及可靠性最为重要,对车辆蓄电池的安全性、功率、能量、环境适应性、寿命、准入机制等方面有着极为严格的要求。

那么,公司的轨道交通专用电池又有哪些“过人之处”?这些产品优势又是如何炼成的?

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产品作用大 市场门槛高

据了解,轨道交通车辆上的信号、通信、照明、综合监控(ISCS)、火灾自动报警系统(FAS)以及站台门、变电所设备等均需要配置高可靠性、不间断UPS电源系统,并配备大量的蓄电池。在正常运行过程中,蓄电池为列车提供基础的电力支撑;在车辆运行过程中发生紧急故障、等待救援时,蓄电池为紧急通风设备、外部照明、乘客信息系统、门控设备等提供紧急供电电源。


可以说,蓄电池作为后备电源系统唯一的关键储能设备,在保障轨道交通安全、可靠运行方面意义重大。也因此,这一市场的进入壁垒一直保持着较高水平,进入该行业需要经过较长时间的审核、验证,对企业的研发、设计、检测和生产能力有较高要求。根据原中国铁路总公司《铁路产品认证管理办法》、《认证目录以外铁路车辆零部件装车前技术审查管理办法》等规定的要求,不同类别的配套产品需通过铁科院或主机厂认证或需经过技术审查、运用考核合格后,方可批量应用。


由于铁路要在包括极端气候、极端地质等多样的环境中运营,对于轨道交通设备的产品安全性和对极端环境的适应能力也在不断提升。按照轨道交通行业标准的要求,车辆需要在-40℃~+40℃范围内运行。在寿命方面,轨道交通机车车辆每天运营时间在10h以上,因此储能系统的循环寿命直接影响到机车车辆的全寿命周期成本。


并且,在产品性能要求不断提升的同时,轨道交通市场对绿色环保的环境友好型产品需求不断增长。2019年,围绕构建安全、便捷、高效、绿色、经济的现代化综合交通体系,国务院印发了《交通强国建设纲要》,号召“推广应用环保新技术、新装备、新材料、新工艺,提升智能化节能管控的要求”。对此,中国工程院院士刘友梅说:“绿色就是高效、零排放、对环境友好。


传统产品短板明显 绿色安全是重点

基于以上原因,传统的轨道交通电池已经无法满足安全和环保要求。“从国内外轨道交通车辆用电池来看,当前蓄电池仍是主流,如铅蓄电池和碱性Cd-Ni蓄电池,但这两类电池存在很多问题,直接影响着轨道交通车辆技术的可持续发展。”国家能源主动配电网技术研发中心副主任吴健近日在接受采访时如是表示。

据了解,铅酸电池和镍隔电池均含有重金属,对环境污染重。北京交通大学电器学院一项研究显示,由于重量和体积大、充电时间长以及寿命短,铅酸电池已难以满足现代轨道交通高效运营的要求。与铅酸电池相比,镍镉电池大电流放电特性好、耐过充放能力强、维护简单,但由于其具有记忆效应、能量密度较低、含重金属存在环境污染等因素,同样限制了镍镉电池的持续发展。


公司的镍氢电池则属于对环境友好的电池产品,也是目前安全性最高的电池之一,产品具备“高安全、长寿命、宽温域、免维护、绿色环保”等产品特点,供应丰田以来保持零事故,轨道交通试运行反馈良好,符合国家对轨道交通的战略规划。那么,回到开头,这些产品优势又是如何炼成的?


智造能力突出 保障电池安全

小科认为,这既是基于产品自身属性,也受益于科力远在镍氢电池领域的持续耕耘与锐意创新。公司已建立了完成的电池产业链,打通了从基础材料到关键材料再到电池产品的生产制造体系,可充分保障产品品质。


除此之外,公司的智能制造工厂也在研发、规划、排程、现场管理、仓储物流管理、产品服务等全流程数字化赋能,覆盖对人、机、料、法、环、产品等重要生产要素的管理,实现了车间生产管理全自动化、生产设备与工艺流程智能化、生产现场数据自动采集集成化,有效提高了生产效率、提升了产品质量。

技术部门通过构建多孔金属材料面密度在线计测数学模型,在全球率先实现精确填充和连续多孔基材重量的无损检测;建立了正极片闭环反馈定量喷涂系统,并实现浆料精确充填,确保了极片一致性,进而满足了电池高一致性要求。

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通过高温碱处理工艺技术,大大提升储氢合金粉活性,提高了电池的功率性能和低温放电性能。并开发了正负极配方优化技术,提高析氧过电位,并防止负极合金被氧化,协同提升电池的高低温性能,满足宽温域性能要求。

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公司还开发了高柔性、数字化电池制造成套装备和系统产品,提升了产品安全性,在过充放电、挤压、短路、火烧、浸泡等极端情况下,均不会发生燃烧和爆炸。002.jpg


交通强国铁路先行 轨道发展未来有我

《新时代交通强国铁路先行规划纲要》以系统化顶层设计文件的形式明确了中国铁路未来30年的发展蓝图,到2035年,全国铁路网将达到20万公里左右,其中高铁7万公里左右;到2050年,全面建成更高水平的现代化铁路强国。规划有望带动高铁车辆、车上装备以及后期维护等一系列相关产业的蓬勃发展,也将提升轨道交通电池的需求。

公司将充分利用产品优势,把握机遇,服务交通强国事业。轨道交通电池已经获得CRCC认证,具备了市场准入资格,目前正围绕“2个发展方向 7个类产品类型”拓展市场空间,并与4个主要合作伙伴、6家铁路局展开合作,相关订单也正逐步落实。

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