为什么电动汽车电池可追溯性对于可扩展性、产量和质量至关重要

电动汽车电池制造是一个细分行业。电池生产商通常生产特定尺寸和形状的电池（如方形电池、圆柱电池或软包电池），然后将电池运送至汽车制造商，汽车制造商将电池装配成模块和电池组。

在生产流程中，汽车制造商和电动汽车电池制造商必须快速验证电池尺寸、材料组成、性能及其他属性，以确保生产出安全、合规、高质量的电池。随着制造技术的发展，以及越来越多的电池生产商进入这一日益增长的行业，识别和验证组件的来源、成分和生产历史将变得愈发重要。

电动汽车电池生产中的可追溯性与跟踪有何区别？

可追溯性收集有关制造过程的信息，例如产品的来源、所含的材料以及制造方式。跟踪收集和监控与物品移动、储存和运输相关的数据。

制造商通常以电子方式记录和存储这些数据，以符合政府法规和相关国际要求，如国际标准化组织 (ISO) 标准。

电动汽车电池制造的可追溯性与跟踪可以在流程的每一步记录信息，包括：

• 原材料来源
• 潜在危险物质
• 制造历史
• 使用寿命

要跟踪的数据范围及其可访问性视行业和政府法规而定。

电动汽车电池跟踪与追溯系统是如何工作的？

条码和读码器是电动汽车电池可追溯性与跟踪的基础。用户使用条码生成软件来定义物品，包括物品名称、来源和材料组成。然后，软件生成应用于电池或组件的条码。每次扫描该条码时，都会显示库存管理系统中创建并定义的信息。用户可以更新数据库信息以添加更改，例如，当电动汽车电池进入下一个制造阶段时。

由于标签条码可能会脱落并出现质量退化，因此制造商通常会将条码打印在电动汽车电池部件上，称为“直接部件标识 (DPM) 码”。虽然存在各种标识方法和条码类型，但二维 (2D) QR 码和 DataMatrix 码在电动汽车行业中最为常见。只有基于图像的读码器才能读取和解码 DPM。

为什么追溯和跟踪电动汽车电池至关重要？

发现问题并降低风险

快速识别和诊断生产问题，可防止问题扩散及影响多条生产线，从而最大限度地降低成本。制造商越早追溯到制造问题的来源，就越能越快地纠正问题。

电极制造是制造锂离子电池的首要步骤之一，通过跟踪与追溯以发现制造问题，在电极制造中尤其有用。湿涂覆是最常见的电极涂层形式，需要混合含有碳、石墨、结合剂和其他元素的浆料，然后将混合物涂在阳极和阴极上。涂层中的气泡、孔洞或弯曲等缺陷可能是引发短路和火灾的主要原因之一。

如果出现电池故障或制造问题，组件可追溯性（如确定电极涂层中的材料及其生产地点）对于降低成本至关重要。汽车制造商还要求电池制造商提供更详细的电极可追溯性信息，以便能够更快地查明根本原因。

在电极的阳极和阴极涂层上印制 DPM，以追踪制造详细信息和跟踪使用情况，正变得越来越普遍。但读取这些 DPM 会面临诸多挑战。首先，电极涂层具有高反射性，其金属基底较薄，使得成像变得非常复杂。其次，电极涂层生产线通常运行速度很快（大约每秒 1.5 米），因此读码器必须每秒读取 10 到 15 个条码才能跟上节奏。

康耐视基于图像的读码器具有宽视场 (FoV)，能够在一张图像中采集多个条码。高动态范围 (HDR) 和 HDR+ 等先进的成像技术可最大限度地提高图像对比度，使读码器能够识别反光表面的条码，从而提高读取率和读取速度。

确保符合数字产品护照要求

电动汽车行业监管良好；但法规的规模和范围因地区和 ISO 等非政府组织而异。

随着电动汽车制造的激增，欧盟正在集中精力跟踪与追溯整个供应链中的电动汽车电池。欧盟定于 2027 年采用电动汽车电池可追溯性计划（即“电池护照”）。

由宝马 (BMW)、奥迪 (Audi) 等 11 家企业组成的团体正以“电池通行证联盟”的形式引领这一行动。其他合作伙伴包括梅赛德斯-奔驰 (Mercedes-Benz)、电动汽车电池生产商北伏 (Northvolt)、宁德时代 (CATL) 和 LG 新能源 (LG Energy Solution)，以及制定条码和其他编码系统国际标准的 GS1。

该组织旨在构建电池领域的数字基础设施，即数字产品护照 (DPP)。该联盟表示，此项举措与欧盟新电池法规相契合，将提升电池生命周期的透明度，并引入可持续商业模式。“电池护照”项目发布的一项研究表明，护照计划将降低采购和处理成本，同时提高回收率。

QR 码是“电池护照”计划的核心，用于传递回收材料含量、性能和耐久性要求以及“监管链”系统等信息，旨在实现电池的可追溯性。

所有在欧盟运营的电动汽车电池制造商都必须在 2027 年 2 月 1 日前实施“电池护照”计划。该计划为其他行业 DPP 的应用提供了试点，预计其他国家/地区亦将采用类似标准，这使得对强大、多功能读码技术的需求增加。

电动汽车电池跟踪与可追溯性面临哪些挑战？

反光、不规则的金属表面以及损坏的条码会使成像变得复杂；

虽然 DPM 能够承受电动汽车电池制造的严苛环境，但其识读难度显著高于标签条码。由于 DPM 被印制到金属表面，因此很难找到最优的图像对比度；而标签码多为黑白制式，条码扫描仪对其的定位与解码难度显著降低。

电动汽车电池制造的复杂性可能会加剧此类问题。电池表面可能存在污渍、油污或划痕，从而妨碍读码。软包电池薄而柔韧，因此条码扫描仪必须采用先进技术，以应对褶皱和不规则表面导致的图像识别复杂度提升问题。同样，圆柱电池的表面弯曲且光亮，可能会使条码失真，并且会将过多的光线反射回扫描仪。

康耐视基于图像的条码扫描仪采用先进的成像系统和读码技术，可最大限度地提高图像对比度，优化 DPM 解码，即使在低对比度环境和受损条码读取时亦是如此，从而提高可追溯性。2DMax 算法结合 PowerGrid 技术使用基于形状的算法来识别标记良好的条码。同时，基于纹理的工具通过分析电池表面的图案来定位损坏的条码。

保持生产线高速运行

电池生产商正在努力提高产量，以满足汽车制造商的需求，每一秒钟都至关重要。例如，在圆柱形电动汽车电池生产中，生产线每分钟的生产速度可超过 240 个部件。

在此类高产量场景下，面临的一大挑战是实现电动汽车电池的快速跟踪与追溯，同时最大限度地降低“未读取” （即条码读取尝试失败）的数量。生产线速度的过度提升可能会导致未读取数量的增加，跟踪与追溯的有效性也会下降，而通过减慢生产线速度以匹配读码器响应能力则会降低产量。

康耐视基于图像的条码扫描仪可支持电动汽车电池生产等高速操作，同时保持高读取率。HDR+ 可在单次采集中生成均匀图像，同时缩短曝光时间并优化对比度，从而支撑生产线速度的提升。

间歇式条码放置

电动汽车电池模块和电池组等组件可能有各种基于标签和 DPM 的标识。高效的电动汽车电池跟踪与可追溯性必须在整个模块和电池组装配过程中捕获条码，范围覆盖从印刷电路板 (PCB) 到电池组顶壳紧固。

虽然捕获不同模块和电池组上的条码很重要，但自动化集成商、机器制造商和原始设备制造商 (OEM) 必须确保其解决方案具有灵活性和成本效益。在更改规格、供应商、材料或其他制造变量时，自适应读码解决方案对于最大限度地减少转换时间至关重要。

找到合适的镜头、视场和景深，是打造最优条码解决方案的关键第一步。高速液态镜头技术使镜头能够弯曲和适应，无需使用机械部件即可找到最佳视场。该技术减少了大型视场或景深应用（如读取电动汽车电池组或模块上的大量条码）所需的条码扫描仪数量，同时提高了处理量。

为了最大限度地提高读取率，重要的是要确定未读取的情况发生在何时、何地，以及因何发生。康耐视开发了边缘智能平台，以提供实时读码分析。边缘智能平台能够识别标签位置的变化，发现发生未读取的原因，绘制条码质量图表，并同时更新多个读码器。这些信息有助于查明未读取的根本原因，使整个供应链的各方能够最大限度地提高电动汽车电池的跟踪与可追溯性。

电动汽车电池可追溯性的作用日益凸显，其重要性与日俱增

跟踪与追溯电动汽车电池的详细信息（如生产历史、材料、化学成分和回收材料百分比）对于高效制造至关重要。强大的跟踪与追溯系统可将生产问题隔离出来，使电动汽车电池制造商能够快速采取纠正措施，从而避免返工并最大限度地降低成本。随着行业不断发展以及新标准得到采用，整个电动汽车电池制造过程中对可追溯性的需求将会更大。可追溯性与跟踪对于遵守行业法规、降低风险和优化生产流程至关重要。

快速定位和解读条码是电动汽车电池跟踪与追溯系统的基础。直接部件标识 (DPM) 是行业中最常见的条码形式，不过，电动汽车电池模块和电池组等一些组件也会使用标签码。读取电动汽车电池组件上的条码本身就很困难；要优化读取率，需要最大限度地提高图像对比度，并能够读取在镜面、非线性表面上的条码。康耐视基于图像的条码扫描仪采用先进的成像系统和解码技术，可在具有挑战性的条件下读取条码，同时不会减缓处理量，有助于电动汽车电池制造商提升跟踪与可追溯性。