隨著碳達峰、碳中和成為全球共識，新能源在整個能源體系中的比重將快速增加，帶動鋰電池需求提升。根據(jù)預測，2025年全球動力電池需求量接近1TWh，中國動力電池企業(yè)市場占比有望達到60%以上。從應用場景上看，儲能領域市場將出現(xiàn)指數(shù)級增長;消費領域，3C電池產(chǎn)品需求仍將保持平穩(wěn)增長，電動工具市場增長提速;電動自行車領域，消費升級與環(huán)保需求繼續(xù)推動鉛酸電池向鋰電轉(zhuǎn)型，鋰電池將在更多融合性場景發(fā)揮作用。

　　完整的鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈包含鋰、鈷、石墨等原材料資源的開采加工，鋰電池四大材料及輔料的生產(chǎn)制造，電芯制造及組裝，終端應用以及廢舊鋰電池回收等環(huán)節(jié)，經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)形成了一個專業(yè)化程度高、分工明晰的產(chǎn)業(yè)鏈體系。

　　就鋰電池生產(chǎn)工藝而言，主要涵蓋電極制作的攪拌涂布階段(前段)、電芯合成的卷繞注液階段(中段)，以及化成封裝的包裝檢測階段(后段)。所涉及到的生產(chǎn)設備種類繁多，對設備的可靠性、控制精度、生產(chǎn)效率及靈活性要求很高。

　　在鋰電池產(chǎn)能提升、單位KWh售價下降形勢下，鋰電池生產(chǎn)廠家和鋰電設備制造商所面臨的競爭都日趨加劇。如何進一步提高產(chǎn)品的良率和生產(chǎn)效率，同時有效控制成本，成為整個行業(yè)要思考的問題。運動控制系統(tǒng)作為鋰電設備的核心，對鋰電行業(yè)的降本增效至關重要，主要包括運動控制總線，伺服驅(qū)動器，伺服電機和運動控制器。

　　PART-01

　　運動控制總線

　　鋰電行業(yè)大部分伺服驅(qū)動器都是基于EtherCAT通訊接口的，尤其是軸數(shù)較多的卷繞機和疊片機。EtherCAT總線以其通訊周期短，數(shù)據(jù)容量大，同步精度高(DC時間同步)，并且協(xié)議對外開放，迅速贏得了市場眾多伺服驅(qū)動和運動控制器廠家的青睞。目前高創(chuàng)旗下CDHD 高性能伺服驅(qū)動器、CDHD2 高性能伺服驅(qū)動器、CDHDE 伺服驅(qū)動器、BDHDE 伺服驅(qū)動器、softMC301 緊湊型運動控制器、softMC703高性能多軸控制器均支持EtherCAT作為其運動控制總線。

　　PART-02

　　伺服驅(qū)動器

　　伺服驅(qū)動器及伺服電機產(chǎn)品，作為設備的核心部件，用量巨大。伺服產(chǎn)品的性能、穩(wěn)定性、易用性和經(jīng)濟性都是選擇的重要因素：普通工位傾向于選擇簡單易用的伺服方案、高要求工位則對伺服方案性能要求較高。以電芯卷繞機為例：

　　普通工位

　　電芯卷繞機普通工位伺服性能要求以位置、速度、簡單扭矩控制為主，不要求過高響應速度和精度。例如糾偏、牽引、緩存、貼膠、焊接、插拔針等工位的電機，通常選擇穩(wěn)定可靠、簡單易用的旋轉(zhuǎn)伺服電機。一如高創(chuàng)BDHDE驅(qū)動器+PH2旋轉(zhuǎn)伺服電機，定位通用型旋轉(zhuǎn)伺服電機應用，滿足鋰電設備中大多數(shù)旋轉(zhuǎn)電機的應用需求，調(diào)試簡單方便。

　　高要求工位

　　在電芯卷繞機中，卷針控制、張力電機控制、插片和裁切等關鍵工位對驅(qū)動器響應、控制精度和開放性有較高要求。

　　No.1 卷針控制

　　作為卷繞機的核心，楔形卷針采用凸輪算法控制，要求卷繞線速度恒定，一般采用直驅(qū)電機來直接驅(qū)動卷針。高創(chuàng)CDHD伺服驅(qū)動器憑借出色的性能，良好的開放性很好的匹配卷針控制應用場景，不僅能夠兼容多種反饋類型和電機，且CDHD驅(qū)動器響應快，跟隨誤差小，讓復雜的運動控制化繁為簡并且確?？?、準、穩(wěn)地完成卷針控制。

　　No.2 張力電機控制

　　卷繞機的入卷張力控制是典型的閉環(huán)低張力控制，張力控制難度較大。張力控制容易影響電芯卷繞質(zhì)量，為了提高張力控制精度，一般采用音圈電機來控制，高創(chuàng)CDHD伺服驅(qū)動器支持多種類型反饋，非常適合驅(qū)動第三方電機，例如音圈、直驅(qū)電機和直線電機，滿足張力控制對伺服驅(qū)動器性能和兼容性的高要求。

　　No.3 插片和裁切工位

　　裁切一般采用飛鋸算法控制，要求兩軸同步控制。高創(chuàng)CDHD伺服驅(qū)動器采用先進的HD控制算法。HD算法是高創(chuàng)的專利技術，可以做到更快的響應，更小的跟隨誤差和更小的整定時間，從而使得整個運動控制系統(tǒng)精度更高，響應更快，更穩(wěn)定。

　　PART-03

　　運動控制器

　　鋰電設備機型眾多，部分鋰電設備控制十分復雜，往往伴隨有軸數(shù)多、復雜的同步運動控制、張力控制和視覺算法等難點，且程序代碼量大、結構復雜，還要求有非常短(低至0.5-1ms)的運動控制掃描周期。另外鋰電設備有一定非標屬性，機型變種多，一般允許的調(diào)試周期比較短?？偠灾?，這些難點都對鋰電設備的運動控制器提出了高要求：

　　No.1 性能強悍

　　極端要求在0.5ms運動控制周期驅(qū)動多達幾十個甚至上百個軸。

　　No.2 成熟穩(wěn)定

　　一個穩(wěn)定的控制平臺對設備穩(wěn)定性和縮短開發(fā)周期至關重要。

　　No.3 編程友好

　　為應對巨大的程序開發(fā)量和苛刻的開發(fā)調(diào)試周期，需配備一款編程友好，且便于結構化代碼設計和代碼重用的編程軟件。

　　基于對自動化控制軟件發(fā)展趨勢的判斷，近年高創(chuàng)控制器也開始集成Codesys內(nèi)核，采用符合IEC61131-3和PLC OPEN規(guī)范的編程語言，編程更加友好，便于程序的結構化設計、代碼重用和移植。

　　同時高創(chuàng)在自動化控制領域有著深厚的技術積累和研發(fā)優(yōu)勢，充分結合體系內(nèi)資深工程師的優(yōu)質(zhì)研發(fā)資源，全面開發(fā)專屬于高創(chuàng)的程序框架和行業(yè)應用庫：

　　No.1

　　針對鋰電行業(yè)的張力控制的應用難點，基于團隊多年張力控制經(jīng)驗，高創(chuàng)開發(fā)了功能完善的張力控制算法，包括多種卷徑計算功能、基于速度或扭矩的張力控制功能、基于對加速度、慣量、摩擦力補償?shù)墓δ軌K等。

　　No.2

　　針對鋰電設備涉及伺服驅(qū)動器數(shù)量多，種類多，伺服驅(qū)動器調(diào)試麻煩的痛點，高創(chuàng)開發(fā)驅(qū)動器類型自動識別參數(shù)批量讀寫的功能塊。

　　No.3

　　針對鋰電行業(yè)設備普遍交期時間短，調(diào)試壓力大的特點，高創(chuàng)基于 Codesys平臺打造程序框架，最大程度幫助客戶減少程序開發(fā)的工作量和調(diào)試時間。

　　立足市場，聚焦行業(yè)，高創(chuàng)始終堅持“高速度，高精度，高性能”，不斷打磨產(chǎn)品，構建高性能運動控制整體解決方案，深化鋰電行業(yè)應用，共啟數(shù)智鋰電新篇章。