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電池智能制造手冊 版權信息
- ISBN：9787111765035
- 條形碼：9787111765035 ; 978-7-111-76503-5
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
電池智能制造手冊 本書特色
1. 本書討論了物流、供應鏈管理及電池組裝過程數字化的潛力以及IT架構在電池組裝中的應用，方便讀者更好地了解工業4.0和服務導向型架構的發展，為該架構的實施以及對電池制造過程的指導提供了理論基礎。本書還探討了數字視覺信息工具在電池生產中的適用性，創造性地提出了視覺信息工具在電池制造中作用的評估方法。
2. 為了實現電池生產技術在效率和質量等方面的持續改進，本書特別關注了電池生產過程工藝系統的*優化。此外，本書還針對建立電池系統循環經濟的相關問題進行了分析。這一整合性的分析使得本書不僅提供了先進的鋰離子電池制造方法，還能夠整合跨學科團隊的成果，為相互關聯生產工藝的*優化提供指導。
3. 為推動環境可持續性發展理念，本書討論了數字化在促進可持續發展數據收集和處理方面的作用，為電池進行生命周期評估提供了概念框架。本書特別關注電池在整個生命周期中不同系統級別的性能演變。此外，本書還為讀者呈現了電池回收的現狀和未來的挑戰及相關的商業模式。這一特點使得本書不僅適用于學術研究人員，還能夠為電池廠、回收企業、金融行業等從業人員提供實際應用方面的指導。
電池智能制造手冊 內容簡介
在智能化和工業互聯網快速發展的背景下，動力電池生產正逐步向數字化管理、平臺化設計和智能化制造的方向邁進。為了實現鋰離子電池超級工廠的成功運營與可持續發展，高質量的電池生產工藝和系統至關重要。本書將基礎電化學研究與電池生產方法相結合，對智能電池電芯的制造過程及擴大生產方面進行了全面、結構化的分析。同時，書中還探討了電池產品的數字化案例和基于數字化手段構建的電池全生命周期管理體系，為電池制造的數字化轉型提供了參考和指導。本書可供專門從事電池制造的行業從業者和研究人員閱讀參考，也可作為電氣、化學、機械工程和電池專業本科生和研究生的參考書。
電池智能制造手冊 目錄
編者介紹
致謝
譯者序
緒論 邁向可持續、高質量的電池制造 // 1
**部分 電池制造中的智能制造
第1章 電池制造過程概述 // 12
1.1 鋰離子電池的興起 // 12
1.2 電池制造的現狀與挑戰 // 13
1.2.1 電極制造 // 14
1.2.2 電池組裝 // 17
1.2.3 *終步驟 // 17
1.2.4 模塊和電池組裝 // 18
1.2.5 航空電動化的現狀 // 21
1.3 電池制造的成本因素 // 28
參考文獻 // 29
第2章 實現智能制造的技術 // 32
2.1 概述 // 32
2.2 制造業數字化轉型的定義 // 32
2.2.1 生產和制造的定義 // 32
2.2.2 數字化與自動化 // 33
2.2.3 整體數字化轉型 // 33
2.2.4 電池生產的數字化轉型概述 // 34
2.3 生產中數字化轉型的技術和推動因素 // 34
2.3.1 信息物理系統 // 34
2.3.2 云計算 // 35
2.3.3 移動通信標準——5G // 35
2.3.4 人工智能 // 36
2.3.5 區塊鏈 // 37
2.3.6 數字孿生 // 37
2.3.7 增強現實和虛擬現實 // 37
2.3.8 機器人和自動導引車（AGV） // 38
2.4 總結與展望 // 38
參考文獻 // 39
第3章 電池制造的數字化現狀 // 42
3.1 概述 // 42
3.2 方法 // 42
3.2.1 研究現狀—科學文獻分析 // 43
3.2.2 制造業現狀—招聘廣告分析 // 44
3.3 評估與解讀 // 46
3.4 結論 // 48
參考文獻 // 48
第二部分 電池制造業的數字化規劃
第4章 電池工廠的數字化建設規劃 // 50
4.1 數字化工廠的規劃重點 // 50
4.2 工廠規劃框架和制訂者 // 51
4.3 規劃電池工廠的側重點和挑戰 // 53
4.4 支持工廠規劃的數字技術 // 55
參考文獻 // 58
第5章 電池制造中的建模與仿真——概念與應用 // 60
5.1 多尺度生產模擬 // 60
5.1.1 材料尺度上的模擬 // 61
5.1.2 電池尺度上的模擬 // 62
5.1.3 系統級仿真 // 66
5.1.4 過程層面的模擬 // 67
5.1.5 生產鏈模擬 // 68
5.1.6 工廠建筑及其技術設備模擬 // 71
5.2 建模和仿真的分類 // 72
5.2.1 模型的分類 // 73
5.2.2 工業4.0中的仿真方法 // 76
5.3 多尺度模型耦合和交互 // 79
5.3.1 產品級多尺度模擬 // 79
5.3.2 過程級多尺度仿真 // 81
參考文獻 // 84
第三部分 運行電池生產線中的數字化工具
第6章 完全可追溯性——在數字影子的框架內建立智能制造的基礎 // 92
6.1 概述 // 92
6.2 數字影子的理論背景 // 93
6.2.1 理論概念、差異化和采用 // 93
6.2.2 一般結構概述 // 94
6.3 鋰離子電池生產背景下的挑戰 // 95
6.3.1 可追溯性系統 // 95
6.3.2 鋰離子電池的具體單元可追溯性 // 96
6.3.3 鋰離子電池生產中通過使用可追溯系統減少成本 // 97
6.4 電池生產的可追溯性概念 // 98
6.4.1 電池生產中的追蹤物 // 99
6.4.2 鑒定技術和形態學分析 // 99
6.5 采用數字影子的可追溯性概念 // 102
6.6 識別技術的實施概念 // 104
6.6.1 第1組：漿料混合 // 104
6.6.2 第2和第3組：電極生產—涂敷和切割（線圈和副線圈部分） // 105
6.6.3 第4組：電池組裝 // 106
6.6.4 第5組：*終加工 // 106
6.7 總結 // 106
參考文獻 // 107
第7章 經典IT系統架構實現數字化的電池組裝 // 109
7.1 概述 // 109
7.2 IT系統架構演變 // 110
7.2.1 自動化金字塔 // 110
7.2.2 工業4.0服務導向架構 // 111
7.3 電池組裝 // 112
7.3.1 常規電池生產過程中的電池組裝 // 112
7.3.2 電池制造中心—電池制造的實驗室環境 // 112
7.3.3 電池制造中心電池組裝操作順序 // 112
7.4 服務導向型IT系統架構 // 113
7.4.1 方法 // 113
7.4.2 概念 // 116
7.4.3 實施 // 116
7.5 討論 // 120
7.6 總結 // 120
參考文獻 // 121
第8章 電池制造供應鏈管理的數字化理念 // 122
8.1 概述 // 122
8.2 數字化供應鏈管理的一般概念 // 123
8.2.1 計劃流程數字化 // 125
8.2.2 來源流程數字化 // 125
8.2.3 生產過程數字化 // 126
8.2.4 交付流程數字化 // 127
8.2.5 返回流程數字化 // 127
8.3 原材料質量控制數字化 // 128
8.3.1 概念框架 // 128
8.3.2 原料質量特性 // 130
8.3.3 整合供應商信息 // 130
8.3.4 進貨檢驗和過程監控 // 130
8.3.5 離線和在線概念的實施 // 131
8.4 結論 // 132
參考文獻 // 132
第9章 服務于生產工人信息需求的視覺輔助系統技術評估 // 134
9.1 概述 // 134
9.2 技術發展水平 // 134
9.2.1 制造業的生產工人 // 135
9.2.2 電池制造過程 // 135
9.2.3 生產工人輔助系統的相關綜述 // 136
9.3 評價視覺信息方法的途徑 // 137
9.3.1 以人為本的設計過程 // 138
9.3.2 電池制造實例 // 138
9.3.3 使用要求 // 139
9.3.4 技術解決方案 // 140
9.3.5 評估技術方案的方法 // 140
9.4 結果 // 143
9.4.1 專家評估 // 143
9.4.2 總分的解釋 // 144
9.5 結論與展望 // 148
參考文獻 // 149
第10章 電池生產線環境的可持續性管理 // 153
10.1 概述 // 153
10.2 定義和問題陳述 // 154
10.3 電池制造碳核算現狀分析 // 155
10.3.1 測量和比較電池制造系統二氧化碳的相關性 // 155
10.3.2 生命周期評估數據不足且數據質量不確定 // 155
10.4 基于原始數據的碳核算和*新技術 // 156
10.4.1 整合供應鏈的原始數據 // 157
10.4.2 在產品層面整合數據 // 158
10.5 可持續發展數據管理系統實現基于原始數據的生命周期評估 // 160
10.6 電池和車輛的生命周期能量標簽 // 163
10.7 結論 // 163
參考文獻 // 164
第四部分 使用數字化工具優化電池生產線
第11章 電池制造中的生產力和質量擴展模型 // 170
11.1 在線數據采集—用于質量控制和提高生產力的傳感器集成 // 170
11.2 串聯式電池生產 // 171
11.2.1 用于電池制造的傳感器網絡 // 172
11.2.2 質量和故障傳播 // 173
11.3 總結 // 175
參考文獻 // 175
第12章 電池生產中過程品質特性識別方法及適宜的測量系統 // 177
12.1 概述 // 177
12.2 研究議題 // 178
12.3 目前發展水平 // 179
12.3.1 工藝-結構-特征關系中的變量 // 180
12.3.2 過程相關變量的識別和選擇 // 180
12.3.3 測量系統 // 182
12.3.4 現有技術總結 // 183
12.4 建立過程質量特征和適當測量系統程序的步驟 // 183
12.4.1 影響變量的識別和選擇 // 183
12.4.2 合適測量系統的選擇 // 187
12.5 結論 // 188
參考文獻 // 188
第13章 通過數字網絡化過程站實現電池生產的跨工藝穩定與優化 // 190
13.1 概述 // 190
13.2 鋰離子電池和制造方法發展—理論背景 // 191
13.2.1 電化學存儲系統 // 191
13.2.2 過程穩定與優化方法 // 192
13.2.3 機器間通信 // 192
13.3 研發方法 // 193
13.3.1 單個過程的開發方法 // 194
13.3.2 交叉過程方法 // 195
13.4 過程理解和系統分析 // 197
13.4.1 方法測試的系統邊界 // 197
13.4.2 鋰離子電池生產結構示例 // 197
13.4.3 過程階段PA082和過程階段PA082.1的分析和特征識別 // 199
13.5 個性化流程技術實現與建模 // 200
13.5.1 IT系統和控制技術體系結構設計 // 200
13.5.2 PA082過程部分數據模型 // 201
13.5.3 單個過程PA082過程建模 // 201
13.6 實驗步驟與評價 // 201
13.7 跨過程方法的理論思考 // 203
13.7.1 PA090的分析與特征識別 // 203
13.7.2 PA090交叉方法過程建模 // 204
13.8 總結與展望 // 205
參考文獻 // 205
第14章 生產線生產效率的分析和*大化—— 瓶頸識別和預測性維護 // 208
14.1 概述 // 208
14.2 停機時間和性能損失的根本原因分析 // 210
14.2.1 文獻綜述 // 210
14.2.2 概念 // 210
14.2.3 利用遷移學習方法進行高效建模 // 212
14.2.4 瓶頸分析的應用 // 212
14.3 預測性維護 // 214
14.3.1 文獻綜述 // 214
14.3.2 概念 // 214
14.3.3 識別預測性維護機器和部件的示例 // 216
14.3.4 預測性維護集成到維護過程中的示例 // 216
14.4 總結與展望 // 218
參考文獻 // 218
第五部分 智能電池產品的生命周期優化
第15章 電池循環經濟——定義、意義和報廢策略 // 222
15.1 概述 // 222
15.2 電池循環經濟—定義與意義 // 223
15.3 電池系統的壽命終結策略 // 225
15.3.1 再使用 // 226
15.3.2 再利用—調整應用場景 // 227
15.3.3 再制造 // 227
15.3.4 再循環 // 228
15.4 歸納與總結 // 229
參考文獻 // 230
第16章 數字化——循環經濟解決方案的驅動力 // 233
16.1 概述 // 233
16.2 數字化的定義和意義 // 234
16.2.1 CPS架構 // 236
16.2.2 物聯網和云組件 // 236
16.2.3 數字孿生 // 237
16.2.4 可視化—AR和VR // 237
16.2.5 企業資源計劃和制造執行系統 // 237
參考文獻 // 238
第17章 智能測量——回收電池的測量評估 // 240
17.1 回收電池的生命周期優化使用 // 240
17.2 回收電池的評估—智能測量 // 240
17.3 電池電芯評估方法概述 // 241
17.4 不確定性管理 // 242
17.5 總結 // 242
參考文獻 // 243
第18章 拆解——電池系統高效循環的要求 // 244
18.1 概述 // 244
18.2 拆解場景 // 246
18.2.1 拆解模式 // 246
18.2.2 拆解計劃 // 249
18.2.3 電池系統的拆解場景 // 250
18.3 電池系統的拆解工廠 // 251
18.3.1 分類 // 251
18.3.2 網絡 // 251
18.3.3 布局 // 252
18.4 結論 // 253
參考文獻 // 253
第19章 電池回收——材料回收過程 // 255
19.1 概述 // 255
19.2 鋰離子電池加工的一般類型 // 257
19.2.1 熱加工 // 257
19.2.2 機械加工 // 257
19.2.3 火法冶金加工 // 257
19.2.4 濕法冶金加工 // 258
19.2.5 生物冶金加工 // 259
19.3 鋰離子電池回收的工業應用加工路線 // 259
19.4 鋰離子電池的一種新興處理途徑—直接回收 // 264
19.5 結論 // 265
參考文獻 // 266
第20章 二次利用電池的商業模式 // 270
20.1 概述 // 270
20.2 商業模式的背景和使用 // 271
20.3 電池再制造的商業模式 // 271
20.4 電池再利用的商業模式 // 274
20.5 結論 // 278
參考文獻 // 279
第六部分 展望
第21章 超越鋰離子——全固態電池 // 286
21.1 自上而下：為什么是固態電池 // 286
21.2 粉末態固態電解質：界面接觸挑戰 // 287
21.3 制造固態電池的五個主要方案 // 288
21.4 混合方法 // 289
21.5 固體是什么 // 290
21.6 制造是固態電池的*大障礙 // 290
21.7 固態電解質的成本影響產品的選擇 // 291
21.8 固態電池制造如何實現數字化 // 291
21.9 固態電池的進一步發展 // 292
參考文獻 // 292
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電池智能制造手冊 作者簡介
編者：德國斯圖加特大學全職教授、弗勞恩霍夫制造工程與自動化研究所電池制造中心負責人凱·彼得·伯克（Kai Peter Birke）等。
譯者：吳川，北京理工大學教授；趙然，北京理工大學特別副研究員；白瑩，北京理工大學教授。
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