Việc tháo dỡ pin công nghiệp giúp ô tô điện bền vững hơn

Vào tháng 3 năm 2023, các quốc gia thuộc liên minh châu Âu đã đưa ra một quyết định có ý nghĩa to lớn: Từ năm 2035 trở đi, chỉ ô tô và xe tải nhỏ không phát thải mới được phép đăng ký mới ở châu Âu. Kể từ thời điểm đó, mọi chuyện đã rõ ràng: Tương lai của ngành công nghiệp ô tô sẽ nằm ở lĩnh vực di động điện. Các dự báo cũng cho thấy điều này: Trong khi có khoảng 27,7 triệu xe điện được sử dụng trên toàn thế giới vào năm 2022, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (International Energy Agency, IEA) dự đoán con số này sẽ tăng lên hơn 226 triệu vào năm 2030. Đến lúc đó, gần một phần tư tổng số ô tô ở Đức sẽ là ô tô điện – hiện tại, con số này chỉ là hai phần trăm.

Trong nhiều năm qua, các chuyên gia từ 12 đơn vị thành viên đã nghiên cứu cách tái chế pin của ô tô điện theo cách vừa bền vững vừa có hiệu quả kinh tế. Dự án này có tổng cộng tám ứng dụng đã được phát triển đầy đủ dưới dạng các công cụ trình diễn và thử nghiệm có thể được sử dụng cho hoạt động công nghiệp liên tục. Trọng tâm của dự án chính là việc tháo dỡ pin ô tô điện. Điều này là do điều kiện tiên quyết để tái chế các thành phần pin là chúng phải được tách riêng biệt thành các thành phần cấu thành – và điều này không hề dễ dàng chút nào.

Những thách thức hoàn hảo đối với giải pháp dựa trên rô-bốt. Ví dụ: rô-bốt lắp ráp KR QUANTEC có tải trọng 270 kg được vận hành hoàn toàn bằng phần mềm “pitasc” được phát triển tại Viện Fraunhofer IPA và được điều khiển bằng KUKA.RobotSensorInterface, tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết nối các cảm biến bên ngoài. “Bằng cách này, chúng tôi có thể kiểm soát các bước tháo dỡ quan trọng trong thời gian thực và do đó tự động hóa nhiều quy trình khác nhau mà trước đây thường phải thực hiện thủ công.” Do đó, công nghệ tháo dỡ pin của KUKA giúp giải quyết ba vấn đề cùng một lúc: giảm thiểu tình trạng thiếu hụt chuyên viên lành nghề, giảm thiểu rủi ro về an toàn cho nhân viên và đảm bảo rằng việc tái chế pin cũng mang lại hiệu quả kinh tế.

Ông Al Assadi cho biết, điều phức tạp là các nhà sản xuất ô tô phải bố trí nhiều linh kiện nhất có thể vào trong không gian vô cùng nhỏ của pin. Điều này đã hạn chế phần lớn không gian di chuyển trong quá trình tháo dỡ. Những thách thức khác bao gồm vị trí dây cáp khác nhau hoặc nhiều chất kết dính trên pin, làm cho việc tháo tự động trở nên khó khăn hơn nhiều so với tháo vít thông thường. “Nhưng chúng tôi cũng đã tìm ra giải pháp cho vấn đề này mà hiện chúng tôi muốn phát triển hơn nữa để sử dụng trong công nghiệp.” Điều quan trọng là phải xây dựng được các hệ thống linh hoạt – đặc biệt là vì thiết kế cơ bản của pin thường được thay đổi sau mỗi sáu tháng hoặc lâu hơn.

Điều này cũng áp dụng cho lĩnh vực tháo lắp pin, đặc biệt là khi ngành công nghiệp xe điện được dự kiến sẽ phát triển nhanh chóng trong những năm tới: Các chuyên gia kỳ vọng quy mô thị trường xe điện toàn cầu sẽ tăng từ dưới 420 tỷ USD (2022) lên hơn 770 tỷ USD vào năm 2028. Chuỗi thử nghiệm của dự án hiện đã cho thấy cách tiềm năng to lớn này có thể được tận dụng để tái chế pin của các nhà sản xuất phụ tùng ô tô (ví dụ: tái chế xe điện nội bộ), các nhà sản xuất pin hoặc công ty tái chế. Các doanh nghiệp quan tâm có thể yêu cầu Viện Fraunhofer IPA kiểm tra tính khả thi của việc tháo dỡ các sản phẩm của họ với sự hỗ trợ của rô-bốt. Hơn nữa, Viện cũng đang nghiên cứu bước đầu tối ưu hóa các sản phẩm để tháo dỡ.