這家深圳電池廠,掌握百萬外賣騎手每天都用的核心科技丨聰明的工廠

文|周有輝

編輯|彭孝秋

深圳,作為鋰電池產業之都,財富聚集程度已經不輸當年誕生出華為、傳音的3C電子行業。

除了比亞迪,深圳鋰電產業上游已有欣旺達、德方奈米、貝特瑞、新宙邦等一眾上市公司。據官方資料統計,深圳2020年鋰電年產值接近4000億元,而去年國內鋰電全行業的總產值剛剛突破了6000億元。

即便考慮到兩個資料的統計口徑略有不同,深圳一城所佔中國鋰電總產值的比例也已相當矚目。

產值龐大,意味著豐富的行業生態足以哺育出滿足市場不同需求的中小企業。

36氪近期探訪了一家電池製造工廠——海雷新能源,後者瞄準了兩輪車換電市場這一門“不起眼”的生意,為中國鐵塔、51換電等下游客戶提供換電櫃和鋰電池。

2021年,海雷的營收達到了9億元,在原材料成本沒有大幅上漲的情況下,毛利率可達20%。

在海雷身上,有著十足的深圳製造烙印。

其在電池產業鏈中處於最後的PACK段,即透過外購電芯、自行組裝成面向不同產品的電池。2012年從數碼產品的小電池做起,到2014年提供平衡車的小動力電池,再到2016年為共享單車做電子鎖電源,乃至如今的換電業務和儲能業務兩條腿走路,海雷都在敏銳地捕捉市場變化。

一、如何抓住換電市場?

換電市場的形成和這幾年外賣騎手數量的快速增長密不可分。

去年,外賣騎手就約有1300萬名,接近全國人口的1%。這意味著,每100箇中國人中,就有1個是送外賣的。

外賣騎手的用電習慣——換電時間短更方便跑單、一天要換多次電池(約3次以上),催生出了下游龐大的換電產業。據EVTank統計,2021年中國兩輪車換電市場規模預計為336億元,早在2020年,外賣領域的換電滲透率就達到了25%。

這家深圳電池廠,掌握百萬外賣騎手每天都用的核心科技丨聰明的工廠

圖:2020年—2025年中國兩輪車不同客戶群體換電服務滲透率預測

因此,換電行業的繁榮反過來養活了像海雷新能源這樣的上游工廠。

2019年,中國鐵塔設立了子公司鐵塔能源,基於通訊基站的優勢入局換電站業務,彼時正是外賣市場突飛猛進的節點。

僅用兩年時間,中國鐵塔的換電業務就覆蓋了280個城市,換電網點達4。4萬,業務營收達到了12。43億元。海雷也多次在其競標中勝出,除了中國鐵塔,還接連拿下51換電、哈囉換電等大客戶的訂單。

究其在一眾頭部動力電池廠商勝出的原因,可分為兩點,

一、如何抓住換電市場?

海雷新能源副總經理胡官民告訴36氪,換電用的電池必須耐衝擊性強、壽命足夠長。

這是因為,在租用場景下,外賣騎手通常不會愛護換電電池,“摔在地上、碰撞到其他硬物這些外界物理破壞是很常見的,因為不是自己的私有物品。”所以,海雷在生產製造時就裝配了更加堅固的外殼來保護電池。

其次是換電電池要承受頻繁的瞬時大電流衝擊。

舉個例子,外賣騎手在騎兩輪車時,經常要在短時間內加減速。特別為了趕訂單而加速、踩油門上陡坡等等,而不會像汽車那樣平穩(汽車更平穩的另一部分原因是汽車動力電池容量更大)。

反映到電池上,就是每踩滿一次油門,電池的放電倍率都很容易觸達極限值,顯然會極大影響電池壽命。

基於此,海雷在電池外部設計了一塊保護板,可以實時檢測電池的放電量,使其保持在不傷效能的數值之下。同時,海雷還透過自研BMS系統,綜合考慮換電櫃和上述的外賣場景,來設計電源管理系統讓電池壽命更長。

“不少為汽車做電池的大廠來做兩輪車電池,發現會有很多障礙,電池反而不好用,原因就是看不到需求所在而導致的設計盲區。“胡官民表示。

對下游使用場景需求的洞察,要結合生產端的配合才能最終實現在產品上。

具體到生產端,海雷選擇了磷酸鐵鋰軟包電池的方案。軟包電池的特點是充放電倍率足夠高、能量密度也表現不俗,但生產效率和標準化程度相比圓柱和方形低得多。並且根據面向的市場不同,經常需要改變最終的產品形態。海雷工廠則很好地平衡了靈活性和生產效率。

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圓柱、軟包和方形電池優缺點比較

2020年,海雷在換電業務擴大後,正式在深圳坪山區設立了新工廠,並在建立之初,就設計了第一段檢驗工序的自動化。直到去年,海雷的自動化分選裝置投入使用。而在後段的焊接工序,海雷也引入了全自動鐳射點焊機。

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(圖:自動化分選機)

“未來在焊接之前的工序,我們都會考慮全面的自動化。”胡官民告訴36氪。目前海雷的日產出量10000組,年產量可達1GWh,1GWh對於中小電池廠來說是一個重要分水嶺,繼續向上生長必然要對工廠進行更精益的管理。

業務層面上,今年以來,海雷還透過原有的基站儲能產品切入儲能業務,包括了家庭儲能、工業儲能,以及行動式儲能。

原因一如海雷過往的多次轉型,兩輪車換電市場剩餘的增量已經不多,而儲能市場正待更多創業公司摩拳擦掌進入。據國信證券統計,2022年全球新型電力儲能新增裝機將達到55GWh,同比增速將達到439%。

一是懂得市場需求,二是基於需求去靈活改變生產端的製造。

二、工廠的聰明之處在哪?

談及對工廠的智慧化、自動化佈局時,胡官民告訴36氪。在三種常見電池型別中,圓柱已有三十多年曆史,而世界上第一塊汽車軟包電池,是由韓國LG化學在2010年才首次推出,因此相對應的上下游產業鏈遠不如圓柱電池完備和標準化。

作為下游工廠,要實現自動化的前提是上游電芯廠提供標準的電芯,這在目前還難以達成。

換句話說,海雷作為軟包電池的PACK方,其扮演的角色更是產業鏈向智慧化、自動化邁進的參與者。“目前PACK段的自動化在國內相當少見,基本還處於純手工的狀態。而海雷已經做了很多嘗試。”

具體而言,從2017年開始,海雷就陸續在前端測試、組裝、焊接以及打膠等工序實現部分自動化,並且提升了產品的生產精度和效益。

以打膠工序為例,人工打膠有很多不可控因素,包括開關閉合度、氣壓強度、膠量大小的把控,人工打膠可能會出現忽高忽低,大量浪費。而採用自動化機器,可以用一定氣壓來控制膠量,減少浪費,還能更精準地粘接材料。

同時,海雷還將擰螺絲和打膠的自動化裝置結合,機器在完成在自動擰螺絲之後,也可以緊接完成打膠的動作,

二、工廠的聰明之處在哪?

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(圖:自動打膠機器)

值得注意的是,海雷為每塊電池裝入了4G通訊模組和識別晶片,這使得工廠能夠從生產伊始到最終交付使用,實現對電池的全生命週期管理。

例如,一塊電池如果有質量問題,上層MES管理系統會呈現出哪個環節出了問題,進而針對性地改進產品生產質量。另外,安裝在電池內的4G模組可以實時監測電池狀態,並提供實時上傳雲平臺的資料,最後給出高溫預警、過流預警以保護電池。

這一機制在下游換電場景中的作用顯著,因為海雷可以和客戶一起參與到產品的質量管理當中,及時收集問題反饋,這大大降低原本高昂的售後成本。

“考慮自動化的第一因素不是替人,而是產品質量的一致性。”

“我們現在更願意稱半自動線,因為不同下游產品的款型不一,人工仍然可以很快地結合客戶需求去做產線的改變,產線調整靈活依舊是海雷重要的優勢。”因為自動化裝置一旦部署,就是數年固定的折舊費,但下游市場是在快速變動的。

作為工廠,對單一重複的工序做自動化已經具備相當的可行性,但是全面的“黑燈工廠”不現實也不經濟。胡官民為36氪舉例道,“當年比亞迪能打敗三洋正是因為用了人工+夾具的方式,三洋的全自動產線切換產品型號可能要一到兩個月,但比亞迪只要一到兩天。”這其中的經濟性在當前的生產柔性化趨勢中更為突出。

不過,在海雷各種自動化嘗試中,已經可以隱隱看出傳統工廠向未來邁進的可行之路——從需求出發,改造原有的工序,向上則是生產流的數字化管理。畢竟,智慧化工廠不會有明確的終局,而只會在市場變化中一步步呈現。

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