新能源之都,何以是常州?

作者: 秦云龙

在长三角腹地、江苏省南部,有这样一座城市,它不仅是中国光伏组件产量连续16年世界第一的重要成就者,也是中国新能源汽车产销量连续9年位居全球第一的主要贡献者。去年,全国生产的新能源汽车中,每14辆就有1辆出自这里,全国每出口10辆新能源汽车就有1辆诞生于此……这就是中国人口最少、面积较小的“万亿之城”,名副其实的“新能源之都”——江苏常州。

“世界新能源看中国,中国新能源看常州”。去年常州新能源产业产值高达7680亿元,对规上工业产值增长贡献率达98.9%,“发储送用网”产业闭环已构建完成,新能源产业投资热度高居全国榜首。去年12月,江苏省委办公厅、省政府办公厅联合印发《关于支持常州新能源产业高质量发展的意见》,常州打造“新能源之都”上升为省级战略,到2025年,新能源领域产值规模“力争超万亿元”成为重点目标。从民间笑谈的“苏锡无常”,到如今的“苏锡常在”,常州这座曾经在苏南地区存在感较低的城市,用短短不到10年的时间就完成了进阶和跨越,在此过程中,常州究竟做对了什么?

动力与势能

近年来,长三角流行着著名的“4小时产业圈”理论,即4小时之内,一家新能源汽车整车厂所需的零部件,均可在长三角地区配齐。如果把常州比作一种交通工具的话,那么它完全可以说是一辆高度自主化、动力澎湃、牵引力十足,在高质量发展征途上狂奔的“新能源汽车”。

全球动力电池装机量前10名中,有4家在常州布局,其中两家是总部,蜂巢能源便是其中之一。蜂巢能源的前身是长城汽车的动力电池事业部,初创的6年里,一直在河北保定专注为长城汽车研发电池。2018年前后,长城汽车敏锐地洞察到电动化浪潮即将席卷而来,于是提出了“往南方走,往全球走”,最终落地常州市金坛区,将动力电池事业部独立出来,成立了蜂巢能源科技股份有限公司。“选址过程中,我们考察了全国很多地方,选择金坛,是因为这里拥有全国最完善的动力电池产业链,上下游无所不包。”据蜂巢能源品牌宣传部高级经理荆晓强介绍,除了产业链优势之外,当初招商引资时,常州政府表现最积极、意愿最强、给出的优惠条件最高。“当地政府提供了2000多亩土地用于工厂建设,这在其他地方很难实现,此外在人才政策、税收优惠、生活配套等方面,都给了蜂巢能源巨大支持。”

2018年落地常州以来,蜂巢能源短短3年内便迅速崛起,2021年首次跻身中国动力电池装机量TOP10行列。如今,蜂巢能源已发展成为拥有理想、吉利、宝马mini等众多国内外知名客户的行业佼佼者,业务版图遍布全球。今年,蜂巢能源动力电池装机量跃居全国前五,三元锂电池装机量稳居全国第三。

在常州成立短短5年时间,蜂巢能源便以创新之力破茧而出,凭借自主研发的无钴正极材料、超高速叠片工艺、龙鳞甲电池等核心技术,稳坐行业领军位置。面对钴材料海外供应的困境,公司迎难而上,成功研发无钴三元锂电池,不仅剔除了钴元素,更在性能、安全及稳定性上与主流三元锂电池并驾齐驱。在新能源电池的舞台上,叠片加短刀技术已成为下一代动力电池的风向标。“叠片厚度约0.3微米,堪比头发丝,其脆弱性可想而知。叠放时需小心翼翼,稍有不慎便可能出现破碎或正负极粘连。”荆晓强如此描述。尽管如此,蜂巢能源的叠片电池却一直在“提速”,2019年该公司在金坛一期产线所实现的第一代飞叠技术,已将单片叠放时间缩短至0.6秒,彼时业内普遍水准还停留在一秒一片;2021年,叠放速度再次提升至0.45秒;2022年底,叠放速度更是到了惊人的0.125秒,这一“提速”不仅彰显了技术的飞跃,更意味着叠片技术在速度与效率上已与传统卷绕技术平分秋色。

7月4日,蜂巢能源再一次发布了三款重磅快充产品,其中一款是6C三元超长续航快充,可以实现5分钟充电600公里,最大续航还超过1000公里,彻底消除消费者续航与充电焦虑。实际上,多年来蜂巢能源一直持续通过技术创新,向降低成本、提高性能及解决痛点等多个方向发力,打造出一款款极具竞争力的产品。“2022年,我们量产了一款PHEV短刀电池,当时的充电倍率为1.6C,充满电需要50分钟,今年通过技术进步提升到了2.2c,充满电只需20分钟,但价格还是和以前的一样。”荆晓强说。针对电车发生火灾问题,蜂巢能源与欧阳明高院士团队深入合作,共同探究火灾根源,发现热失控是动力电池起火主要诱因,这往往源于生产过程中的杂质混入或日常使用中的意外碰撞,导致电池内部隔膜被刺穿,正负极短路进而起火。为此蜂巢能源颠覆性推出了“龙鳞甲电池”,该电池不仅续航轻松可达800-1000公里,而且经过优化电芯隔膜,即使被5毫米钢针穿透也不起火、不冒烟,远超同类产品。特别设计的防爆阀与排泄通道可迅速排出高温气体与液体,有效隔离火源,确保安全。

蜂巢能源的“龙鳞甲电池”之所以在动力电池安全方面筑起坚固的堡垒,这与锂电池四大主材之一——隔膜,有直接的关系。作为保证电池体系安全、影响电池性能的关键材料之一,锂电池隔膜行业最早起步于美、日、韩等发达国家,我国的隔膜产业是国产化最晚的锂电池主材。在距离蜂巢能源金坛基地约50公里的星源材质常州基地,是隔膜国产化的重要推动者,目前也是全球锂电池隔膜行业的领跑者。与蜂巢能源的南下常州正好相反,星源材质2003年诞生于深圳,后市场逐步扩大选择北上,最终选择常州作为企业的第三生产基地。如今,常州经开区的常州星源与江苏星源两个基地,贡献了星源集团70%以上产能。据星源材质常州基地外联主任朱婧介绍,每1GWh的锂电池大约需要消耗1300万至1500万平方米的隔膜,需求巨大。起初依赖进口时,隔膜每平方米价格高达50元至60元,时至今日,全面国产化后,基膜市场价已低至每平方米1元以下。“这个看似普通的塑料膜,实则内含众多纳米级微孔,占据隔膜面积的30%至50%。过去行业最厚的隔膜约为40微米,如今我们能制作出最薄3微米。”朱婧说。

走进常州星源湿法隔膜生产车间内,一场科技与工艺交融的高度自动化生产场景展现在记者面前,全长约180米的生产线上,传送带一刻不歇,经过投料、挤出、热定型、收卷分切等9道工序后,薄如蝉翼的隔膜以每分钟100米的速度不断产出。据常州星源新外联主管周焱杰介绍,该厂区建有8条湿法生产线,每条线每年可生产8000万至1亿平方米隔膜。“我们生产的隔膜最薄款仅有3微米,这相当于一张A4纸厚度的3%,是目前行业内最薄的产品。这种超薄的隔膜为动力电池的正负极预留了更多空间,从而提高了电池的能量密度。”周焱杰说。

对于隔膜生产,宽度越大,生产速度越快,每平方米的成本也就越低,如今常州星源的第四代生产线上,隔膜宽度已到了4.5米,而在星源材质投产的南通基地第五代湿法生产线上,膜的宽度更是达到了6米以上,“与4米宽的生产线相比,产量提升了50%”。除此之外,在常州星源的生产线上,很少能看到工人的身影,依靠数字大脑指挥,一条180多米的生产线只需四至五名工人即可操作,他们大部分时间在中控室,主要观察设备状态,一旦检测到异常,就会立即通知技术人员前去处理。“去年为止,全球83%以上的隔膜都是来自中国制造,这是我们作为一个隔膜人最为自豪的事情。”朱婧的自豪,一方面来源于星源材质对国产化的推动和产品技术的变革,另一方面也与常州势不可挡的新能源发展势头及我国新能源产业焕发出的蓬勃动能有关。如今,常州动力电池产业已成为驱动我国新能源汽车产业发展的重要力量,其在产值规模、产业链构建、技术创新与国际市场拓展等方面均展现出强大的实力和潜力,是中国乃至全球动力电池产业的重要一环。

链变与聚变

万里长城不可能一天建成,常州新能源产业的崛起同样如此。“实际上,我们是先有动力电池,才有了后面的新能源汽车。汽车的整车企业,考虑到运输成本、产业链安全,其核心零部件供应一般都不会超过200公里。”常州市发改委工业处副处长范理表示,汽车产业有200公里的产业链范围一说,正是辖区内近4000家汽车零部件企业,以及完整度高达97%的动力电池产业链,让其新能源汽车产业完成了从链变到聚变的跨越。时至今日,常州新能源汽车产业链中游企业数量多达3440家,居全国首位,链条规上配套企业也已超过600家。新能源汽车动力电池产业链有32个主要环节,常州聚集了其中的31个。如今,在常州的灯塔工厂里,平均1秒钟就有一块动力电池下线,在理想汽车常州基地,每40秒钟就有一台新能源车下线,如果没有完整的产业链配套,这一切不可能实现。以蜂巢能源公司为例,距离其2公里左右,就是我国激光装备领域的龙头企业海目星,该公司专业研究电池制造全流程所涉及的激光工艺多年,在业内享有很高的知名度,是蜂巢能源的设备供货商之一。距蜂巢能源11公里,还有一家名为当升科技的企业,其主要生产正极材料,也是行业领军企业,亦是蜂巢能源的上游供货商。由于离得足够近,所以蜂巢能源生产电池所需原材料和设备,当天需要当天送达,当天即可投入使用。“无须依赖长时间运输或建立仓库存储,只要一个电话就可以当天搞定,如今,我们产业链上游95%以上的需求,在常州本地就可以得到满足。”荆晓强说。

此外,蜂巢能源公司常州基地距离金武快速路仅1公里左右,通过这条公路30多分钟即可抵达下游企业——理想汽车常州基地。走进理想汽车常州基地,记者看到,总装车间外,一台台运送汽车配件的大卡车整齐排列,正在有序卸货。据理想汽车常州基地制造运营负责人卫延介绍,汽车轮胎、座椅等都是需要在生产线上精确排序的关键部件,其生产和供应必须离得近才可以。“现在,供应商已经接入了我们的生产制造系统,一旦接到订单,就会立即开始排序生产。完成后,会按照顺序,直接把装满配件的车开到我们的生产基地,与生产输送线无缝对接,现场交付。”时至今日,理想汽车在常州本地的配套率已超过20%,方圆200公里范围内约80%的所需配件都能获得,在其带动下,包括格拉默、海拉车灯、卓骏等在内的80多家上游企业,唱起了新能源汽车产业协同发展的大合唱。

而新能源汽车产业的蓬勃发展,离不开充电基础设施的坚实支撑。就像“加油站”对于传统燃油车一样,充电桩对于新能源汽车来说至关重要,作为新能源汽车的“能量餐厅”和“动力源泉”,充电桩是能源与交通联系在一起的重要能量入口、信息入口、交易交互入口和行为入口。“天上星星数不清,汽车充电选星星”,距离理想汽车常州基地不足3公里,就是万帮数字能源股份有限公司(以下简称星星充电)的电动汽车充电桩生产基地,该公司不仅是亚洲数字能源独角兽企业、制造业单项冠军,也是全国充电网络规模最大的龙头企业,其所生产的充电桩10年累计销量全球第一。走进星星充电厂区,最先看到的是一座占地约200平方米的新能源充电示范站,集光伏、储能、充电、放电等功能于一身。据该公司负责人介绍,星星充电自主研发的智慧能源管理系统,可以对示范站的充电系统、储能系统、光伏系统、配用电系统等进行智慧管理和调度。在现场,记者看到智慧大屏幕上,示范站当前正在充电的车辆数量、已插枪车辆数量、空闲充电车位数量、故障充电桩数量以及储能系统的运行状态等所有数据,均一览无余。尤为重要的是,在微电网系统加持下,这个示范站不仅可以为电动汽车充电,还可以将车辆中的电返回给电网,“作为公司员工,白天上班时,我可以将电动汽车中的电释放出来给厂区使用。夜间在家时电价较低,我可以通过充电桩和自己的小程序APP来充电,一充一放所产生的能源价差部分,还可以存入个人账户。”该负责人说。

走进星星充电交流充电桩生产车间内,各种国标、欧标、美标、日标的充电桩产品应有尽有,直流充电桩生产线上,工人们熟练操作设备,经过约25道工序后,将各种原材料和配件转化为精美的充电桩成品。为避免物料堆积和空间浪费,在智能化叫料系统指挥下,17台AGV小车根据生产速度每小时按需拉动式送料,它们不停将生产配件从一楼仓库运至二楼各生产线堆料区。“通过信息化的看板,我们精准地指示某条生产线所需的物料种类和数量,并确保物料按每小时的运送频率及时送达二楼,以满足10条全柔性生产线每天约3000台充电桩的生产需求。”据该公司车间生产负责人介绍,智能化、数字化为星星充电各生产线装上了“效率翅膀”,在全柔性生产流水线上,通过智能化的工装载板和快速插拔设计,就像乐高积木一样,能在10分钟内完成整条生产线的切换,以适应新能源行业小批量、多品种的生产需求。智能装配线的核心工位,都采用了顶级的阿特拉斯拧紧系统来管控员工的作业,防止出现员工错装、漏装等质量异常情况。记者在现场看到,打螺丝的时候,每个生产工位采用了两种屏幕进行监控:一块黑色屏幕显示数字1-8,同步到螺丝安装点位,监控扭矩和安装顺序;一块白色屏幕显示每颗螺丝需要的扭矩,确保每颗螺丝都达到标准,这种设计能防止遗漏、安装顺序错误和力量不当等。

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