Sản xuất và tái chế pin theo một phương thức mới

Di chuyển bằng điện: Tương lai bắt đầu từ hôm nay

Với 50 năm kinh nghiệm và có mặt trên toàn cầu, Comau, một công ty của Stellantis, là công ty hàng đầu thế giới về các giải pháp tự động hóa tiên tiến và bền vững.

Francesco Beccarisi, Công nghệ quy trình và đổi mới tại Comau cho biết: “Ngoài việc phát triển các công nghệ tiên tiến và thân thiện với người dùng, danh mục đầu tư của chúng tôi bao gồm các sản phẩm và hệ thống sản xuất xe cũng như các giải pháp kỹ thuật số và robot tiên tiến nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất trong các thị trường đang phát triển nhanh như hậu cần, năng lượng tái tạo và đóng tàu”. Thị trường xe điện đang phát triển một cách bền vững. "Mặc dù pin lithium-ion vẫn sẽ là công nghệ chủ đạo trong lĩnh vực ô tô trong 5 – 10 năm tới, nhưng thị trường sẽ chứng kiến nhu cầu tăng đáng kể về pin thế hệ tiếp theo, chẳng hạn như pin thể rắn".

Cần có các công nghệ mới cùng quy trình sản xuất hiệu quả, bền vững và tiết kiệm chi phí hơn để hỗ trợ sản xuất pin thế hệ tiếp theo trên quy mô lớn, đồng thời đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng.

“Xe điện và những khoản đầu tư đáng kể trong những năm gần đây đánh dấu sự khởi đầu cho quá trình phát triển của ngành giao thông vận tải.” Claudio Giovando, Giám đốc phát triển kinh doanh xe điện và ô tô toàn cầu tại Festo giải thích. “Ngoài các giải pháp sản xuất các cell, mô đun pin và động cơ điện, ngay từ ban đầu Festo đã quan tâm đến việc khép kín chu trình sản xuất pin, giúp giảm thiểu chất thải và thúc đẩy tái sử dụng vật liệu. Điều này sẽ giúp giảm việc khai thác các nguồn tài nguyên quý hiếm và hạn chế, nếu không sẽ không thể đáp ứng được nhu cầu của thị trường đang phát triển nhanh chóng này.”

Quá trình chuyển đổi năng lượng và sinh thái trong lĩnh vực vận tải đang trở thành hiện thực. "Phù hợp với mục tiêu giảm phát thải carbon của Liên minh châu Âu, Ủy ban châu Âu đã thông qua gói luật Fit for 55, nhằm mục đích giảm 55 % lượng khí thải nhà kính từ xe cộ vào năm 2030 và 100 % vào năm 2050." F. Beccarisi xác nhận. “Do đó, ngành điện khí hóa chính là tương lai của phương tiện di chuyển.”

Nhu cầu sản xuất pin và động cơ điện hiệu quả và bền vững hơn chắc chắn là một trong những thách thức quan trọng nhất đối với các công ty hoạt động trong nhiều giai đoạn khác nhau của ngành công nghiệp ô tô và vận tải. “Để quá trình chuyển đổi năng lượng thực sự bền vững, bên cạnh quá trình sản xuất hiệu quả của các công nghệ điện khí hóa hiện đại, chúng ta cũng phải chú ý đến tác động môi trường khi pin hết tuổi thọ”, F. Beccarisi giải thích. Vì thế, Comau đã tham gia "Dự án tái tạo pin" do tổ chức phi lợi nhuận Class and Cobat thúc đẩy, một nền tảng cho các dịch vụ kinh tế tuần hoàn. Mục đích là tạo ra chuỗi cung ứng tại Ý để tái chế và tái sử dụng pin lithium.

Tính linh hoạt và khả năng tự học nhờ CPX-AP

Tính năng chính của trạm tháo rời được phát triển này là tính linh hoạt, cho phép xử lý nhiều loại bộ pin khác nhau và có khả năng được sử dụng bởi bất kỳ nhà sản xuất nào. “Ngoài ra, việc sử dụng các giải pháp đơn giản và sáng tạo đã giúp giảm đáng kể chi phí triển khai và thiết lập cũng như thời gian chu kỳ. Việc này cho phép xử lý số lượng lớn các thành phần trong cùng một khoảng thời gian”, C. giải thích. Giovando. "Một điểm nữa, trạm này cũng có thể được sử dụng trong giai đoạn sản xuất để lắp ráp pin, phục hồi hoặc thay thế các mô đun được xác định là lỗi nhằm đảm bảo tạo ra một bộ pin hiệu quả dưới dạng sản phẩm cuối cùng."

“Các giải pháp được sử dụng trong Flex-BD bao gồm van điện từ VTUG, có thời gian chuyển mạch nhanh, mức tiêu thụ năng lượng thấp và tốc độ lưu lượng cao trong thiết kế nhẹ và nhỏ gọn, khiến chúng phù hợp để sử dụng trong những ứng dụng tự động hóa và robot linh hoạt”, C. Giovando tiếp tục trình bày. “Các giải pháp này khả dụng trong nhiều phương thức tiếp cận đường truyền giao tiếp khác nhau, ví dụ như điểm-đến-điểm, đa chân và IO-Link. Đặc biệt, phiên bản AP cho phép tạo mạng theo cấu trúc liên kết thẳng hàng, hình sao hoặc hình cây để giao tiếp với PLC của khách hàng, qua các đường truyền giao tiếp phổ biến nhất. Đó là lý do tại sao chúng tôi tìm thấy phiên bản Profinet trong trạm CPX-AP-I, ngoài thời gian giao tiếp cực nhanh, còn cho phép kết nối với tận 500 thành phần và tích hợp chức năng quản lý các đơn vị van có chức năng tự học, giúp giảm đáng kể công sức và rút ngắn thời gian làm việc của các kỹ sư phần mềm."

Hai loại trục, bao gồm ELGG truyền động bằng dây đai và EGC truyền động bằng trục chính, cũng đã được tích hợp vào mạng lưới này nhằm đảm bảo định vị trí chính xác và xử lý các mô đun có kích thước khác nhau trong tương lai. “Festo đã lựa chọn các công nghệ và giải pháp đảm bảo tính linh hoạt và khả năng thích ứng cao”, F. xác nhận. Beccarisi. Một ví dụ là cơ bắp khí nén DMSP, “có thể cung cấp lực lớn mà không cần di chuyển các thành phần cơ khí qua lại”, C giải thích. Giovando. "Trong một số giai đoạn nhất định, cơ bắp này cho phép bù trừ nhanh chóng các dung sai và sự lỏng lẻo trong các bộ pin, giúp tiết kiệm đáng kể thời gian trong chu trình." áp dụng một lực xung mà không gây ra lỗi choGiải pháp này cũng mô phỏng "hành vi của con người trong việc nắm bắt các mô đun pin để đảm bảo kết nối đúng giữa bộ kẹp và robot, sao cho mô đun được kết nối có thể được nhả ra bằng cách áp dụng một lực xung mà không gây ra lỗi cho robot do áp dụng lực đó", F. Beccarisi tiếp tục giải thích. “Bên cạnh đó, động cơ điện của Festo có thể cấu hình lại cho bộ kẹp của mô đun. Đây là một yếu tố quan trọng vì việc tháo rời pin đòi hỏi phải kẹp nhiều phôi khác nhau, chúng cũng có thể có kích thước khác nhau do biến dạng cơ học và nhiệt trong suốt thời gian sử dụng của chúng.”

Dự án này “làm nổi bật khả năng của cả hai công ty trong việc giải quyết các vấn đề phức tạp với những kịch bản không thể đoán trước”, F. Beccarisi kết luận. “Sự hợp tác này đã chứng minh công nghệ là một công cụ thiết yếu cho quá trình phát triển và áp dụng các hoạt động bền vững và tiết kiệm tài nguyên, bao gồm cả trong lĩnh vực công nghiệp. Một cách tiếp cận cho phép các công ty sử dụng tài nguyên thiên nhiên hiệu quả hơn, giảm tiêu thụ năng lượng và chất thải, đồng thời góp phần bảo vệ hành tinh cho các thế hệ hiện tại và tương lai.”