Vào năm 2023, có đến 1,2 triệu người sử dụng xe ở Mỹ đã chọn xe điện. Đây là năm đầu tiên doanh số bán xe điện tại Mỹ lên đến 1 triệu chiếc. Năm 2023, xe điện chiếm 7,6% tổng thị trường xe hơi tại Mỹ, tăng 1,7% so với năm 2022. Trong năm 2023, doanh số xe điện được bán ra của Vinfast lên đến 34.855 trên phạm vi toàn cầu, đạt 471% tăng gấp 5 lần so với cùng kỳ 2022. Mặc dù trong những tháng gần đây, doanh số bán hàng của xe điện đang chững lại một chút nhưng doanh số bán xe điện vẫn được dự kiến sẽ tăng 18% mỗi năm.
Với xu hướng tăng cao như vậy, thì nguồn cung cấp pin sẽ rất quan trọng để đáp ứng đủ được nhu cầu đó. Tuy nhiên, không phải tất cả pin EV đều được làm từ nguyên liệu thô. Đúng vậy, việc tái chế PIN EV đang trở thành một ngành kinh doanh phát triển. Vào năm 2022, thị trường tái chế PIN xe điện được ước tính sẽ sẽ đạt 2,3 tỷ USD, và sẽ tăng trưởng với tốc độ 27% trên một năm, đạt 9,8 tỷ USD trong năm 2028.
Vấn đề
Vì sao cần tái chế PIN xe điện?
Hiện nay, các doanh nghiệp tại Mỹ đang phải đối mặt với nguy cơ thiếu hụt nguồn cung cấp Lithium. Hoạt chất này, được ví như "vàng trắng" trong ngành công nghiệp chế tạo PIN xe điện, do đó các hãng xe đang lao vào cuộc đua tìm kiếm Lithium để đáp ứng được nhu cầu ngày một tăng cao. Theo ước tính, mỗi xe điện cần khoảng 8kg Lithium.
Đa số pin xe máy điện và xe ô tô điện đều được tạo thành từ Lithium-ion - vật liệu có tính dẫn điện cao, tuy nhiên vô cùng độc hại và dễ cháy do có các hợp chất như niken, coban, lithium. Khi vứt bỏ những viên PIN này không đúng cách, những hóa chất độc hại trong PIN sẽ thấm vào đất, vào nước và làm ô nhiễm môi trường trong nhiều năm tới.
Điều này ngoài sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con người, mà chất thải từ PIN còn thải ra một lượng lớn khí nhà kính. Khoảng 20.000 đến 30.000 tấn CO2 sẽ được thải ra trên mỗi gigawatt/ giờ công suất PIn được tạo ra.
PIN EV có chứa nhiều khoáng chất và vật liệu giá trị, nhưng hiện nay Mỹ không sản xuất được đủ nguyên liệu và khoáng chất để sản xuất được PIN EV mà không phải phụ thuộc vào nhập khẩu. Tuy nhiên, việc tái chế thì hoàn toàn có thể.
Ngày nay, hầu hết việc tái chế mã PIN đều liên quan đến việc phá vỡ các PIN hiện có để lấy nguyên liệu thô cần thiết cho sản xuất. Các thành phần PIN được tái chế trực tiếp mà không phá hủy cấu trúc hóa học. Cách tiếp cận này làm giảm đáng kể chi phí và cải thiện hiệu suất vật liệu. Nó cũng làm giảm chất thải hóa học và hạn chế rủi ro liên quan đến chuỗi cung ứng nguyên liệu thô.
Những khó khăn gặp phải trong quá trình tháo dỡ PIN xe điện
PIN xe điện là sản phẩm rất phức tạp, do đó khi tháo rời PIN cần rất nhiều bước, nhiều bộ phận phải được tháo ra như hệ thống điện; hệ thống làm mát; bộ điều khiển PIN và các mô-đun PIN riêng lẻ. Để tháo rời được các mô-đun PIN cũng cần rất nhiều bước, gồm tháo đầu nối dây điện và tháo mạch bảo vệ PIN; tháo các bu lông mô-đun; tháo nắm mô-đun; loại bỏ các thành phần PIN riêng lẻ; cắt các tab PIN.
Để tháo rời các bộ phận của PIN xe điện một cách an toàn và tiết kiệm là vô cùng khó khăn. Hiện nay, quá trình tháo dỡ này là hoàn toàn thủ công. Theo như ước tính, việc tháo gỡ hiện nay chiếm 33% chi phí tái chế PIN. Và quá trình tháo dỡ này sẽ trở nên ngày một khó khăn hơn khi các thiết kế PIN trong tương lai ngày càng phức tạp và được tích hợp nhiều hơn.
Thấu hiểu được những khó khăn đó, các nhà sản xuất rất muốn tự động hóa việc tháo rời các bộ PIN, nhưng công việc tháo dỡ PIN xe điện có rất nhiều thách thức mà Robot khó có thể đáp ứng được. Bởi vì, PIN có rất nhiều hình dạng, kích cỡ và kỹ thuật khác nhau được sử dụng để lắp ráp chung.
Và quá trình này cũng có khả năng gây nguy hiểm, bởi đoản mạch có thể gây cháy, nổ. VÌ vậy, bất kỳ hệ thống tháo gỡ tự động nào cũng cần có độ chính xác và tin cậy cao. Đồng thời, nhiệm vụ đòi hỏi thao tác phức tạp, phản hồi xúc giác và nhận thưc về không gian.
Theo Viện Điện Toán của Đại học Chicago: " Tất cả những quy trình này đều khó khăn đối với các Robot công nghiệp tiêu chuẩn. Tháo rời bộ Pin không giống như thao tác chọn và đặt đơn giản. Thông thương, nó đòi hỏi sự kết hợp giữa chuyển động và phản hồi lực. Bạn cần một Robot nhỏ có công suất cao và bạn cần một Robot có khả năng điều khiển động."
Tự động hóa giải quyết khó khăn trong tháo dỡ pin xe điện
May thay, hiện đã có công nghệ có thể giải quyết khó khăn này. Nhiều Robot được trang bị công nghệ kiểm soát lực. Một số công nghệ như, thực tế ảo, cảm biến 3D và tăng cường, cộng tác, học máy giữa robot và người. Từ đấy, hệ thống điều khiển robot tốt hơn sẽ giúp tự động hóa tạo ra được các hệ thống giúp giải quyết vấn đề này. Công nghệ telerobotics cũng rất hữu ích vì khi robot đang làm việc, không nhất thiết phải có người ở trong phòng.
Các nhà nghiên cứu đang phát triển công nghệ vận hành từ xa tiên tiến cho các ứng dụng tháo pin bằng cách kết hợp khả năng tự chủ của thực tế ảo tăng cường và robot. Trong hoạt động từ xa tăng cường, "thiết bị ảo hóa" được tạo trong giao diện người vận hành để đơn giản hóa và cải thiện độ chính xác của các hoạt động từ xa. Trong các hệ thống tự động hóa từ xa, hành vi tự động của robot được kết hợp với các lệnh thủ công để hỗ trợ vận hành từ xa hiệu quả. Những đổi mới công nghệ này đã được sử dụng trong các cơ sở hạt nhân.
Phát triển hệ thống Robot và điều khiển từ xa cho các cơ sở tự động hóa vô cùng phức tạp và mất nhiều chi phí. Để giảm thiểu nhất có thể những lo ngại trên, những tiến bộ gần đây trong công nghệ ảo hóa có thể được sử dụng để thiết kế tuần hoàn, tối ưu hóa, xây dựng và vận hành bằng kỹ thuật sỗ mà không cần xây dựng các nguyên mẫu vật lý. Argonne đã phát triển khả năng mô phỏng và lập mô hình ảo cho nhiều cơ sở sản xuất khác nhau, giúp giảm chi phí và thời gian cần thiết cho các nguyên mẫu vật lý.
Phòng thí nghiệm tại Argonne đang phát triển các phương pháp thông minh để phân tích và cung cấp công nghệ tự động hóa cho các ứng dụng khó, phức tạp và mơ hồ. Ví dụ, các nhà nghiên cứu của Argonne đã phát triển một phương pháp lập trình robot mới dựa trên học máy. Trong phương pháp này, kỹ năng thủ công được rút ra bằng cách quan sát phần trình diễn của con người, sau đó điều chỉnh cho phù hợp với môi trường nhiệm vụ được quan sát từ cảm biến thời gian thực.
Nói cách khác, một kỹ thuật viên lành nghề sẽ thể hiện một quy trình cụ thể. Các cảm biến và thiết bị phản hồi mà kỹ thuật viên đeo sẽ cung cấp thông tin chuyển động cho bộ điều khiển robot. Một hệ thống tầm nhìn cũng cung cấp dữ liệu. Sau đó, robot sẽ cố gắng mô phỏng kỹ năng mà kỹ thuật viên đã thể hiện và tự điều chỉnh khi thực hiện. Công nghệ này đã được áp dụng cho quá trình tổng hợp vật liệu tự động và tháo dỡ cơ sở hạt nhân, nhưng nó cũng có thể dễ dàng áp dụng cho việc tháo dỡ pin xe điện.
Nguồn tham khảo: Assemblymag
—————————————————————–
MỌI THÔNG TIN CHI TIẾT LIÊN HỆ
CÔNG TY CỔ PHẦN GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA ETEK
Địa chỉ trụ sở chính 189 Phan Trọng Tuệ –Thanh Liệt- Thanh Trì – Hà Nội
.jpg)
Gửi bình luận