Pin lithium cho xe nâng điện hay cho các dòng xe khách như xe điện, xe golf, xe ô tô…hay các loại pin lithium cho xe máy điện, xe đạp điện, pin lưu trữ năng lượng mặt trời… tất cả đều phải trả qua quá trình sản xuất gồm nhiều bước. Dưới đây là quy trình chi tiết về quy trình sản xuất, lắp ráp pin lithium từ các cell pin trở thành pin hoàn chỉnh.
Chuẩn bị tế bào pin lithium (Cell Preparation)
– Kiểm tra tế bào: Các tế bào pin đơn lẻ (cylindrical, prismatic hoặc pouch) được kiểm tra lại về điện áp, dung lượng và nội trở để đảm bảo chúng đồng nhất (matching cells). Điều này rất quan trọng để tránh hiện tượng mất cân bằng trong bộ pin.
– Phân loại: Tế bào được phân loại theo dung lượng và hiệu suất để sử dụng trong cùng một bộ pin, nhằm tối ưu hóa tuổi thọ và hiệu suất.
Thiết kế cấu hình bộ pin lithium (Pack Configuration Design)
– Xác định thông số: Dựa trên yêu cầu của xe nâng (ví dụ: 24V, 48V, hoặc 80V; dung lượng 200Ah, 400Ah…), các kỹ sư xác định số lượng tế bào cần kết nối nối tiếp (series) để tăng điện áp và song song (parallel) để tăng dung lượng.
Ví dụ: Một bộ pin 48V, 400Ah có thể gồm 15 tế bào 3.2V (LiFePO4) nối tiếp (15S) và 4 nhóm song song (4P), mỗi nhóm 100Ah.
– Mô phỏng nhiệt: Phần mềm được sử dụng để mô phỏng phân bố nhiệt và dòng điện, đảm bảo bộ pin hoạt động ổn định.
Kết nối các tế bào pin lithium (Cell Interconnection)
– Sắp xếp tế bào: Các tế bào được đặt vào giá đỡ (holder) hoặc khung cố định làm từ nhựa cách điện hoặc vật liệu chịu nhiệt, giữ chúng chắc chắn và cách đều nhau để tản nhiệt.
– Hàn hoặc kết nối cơ học:
– Hàn laser/điện trở: Các thanh dẫn điện (busbar) bằng đồng hoặc nhôm được hàn vào cực dương và cực âm của từng tế bào để kết nối chúng.
– Vít hoặc kẹp: Một số thiết kế dùng thanh busbar bắt vít vào đầu cực tế bào, dễ tháo lắp khi cần bảo trì.
– Kiểm tra kết nối: Đo điện trở và kiểm tra độ bền của mối nối để đảm bảo không có hiện tượng lỏng lẻo hoặc quá nhiệt.
Tích hợp hệ thống quản lý pin lithium (Battery Management System – BMS)
– Lắp đặt BMS: Hệ thống BMS được gắn vào bộ pin, kết nối với các cảm biến đo điện áp, dòng điện và nhiệt độ trên từng nhóm tế bào.
– Chức năng BMS:
– Theo dõi và cân bằng điện áp giữa các tế bào (cell balancing).
– Bảo vệ pin khỏi quá tải, quá xả, ngắn mạch hoặc quá nhiệt.
– Giao tiếp với xe nâng qua giao thức CAN hoặc RS485 để cung cấp dữ liệu thời gian thực.
– Kiểm tra hoạt động: BMS được chạy thử để đảm bảo các chức năng bảo vệ và giám sát hoạt động chính xác.
Lắp ráp vỏ bảo vệ và hệ thống làm mát (Enclosure and Cooling)
– Đóng vỏ: Bộ pin được đặt vào vỏ bảo vệ (thường bằng thép hoặc hợp kim nhôm) để chống va đập, rung lắc và bảo vệ khỏi bụi, nước (đạt tiêu chuẩn IP54 hoặc cao hơn).
– Hệ thống làm mát:
– Làm mát bằng không khí: Quạt hoặc khe tản nhiệt được tích hợp để lưu thông không khí.
– Làm mát bằng chất lỏng: Một số bộ pin cao cấp dùng ống dẫn chất lỏng (nước hoặc glycol) để kiểm soát nhiệt độ, đặc biệt với xe nâng công suất lớn.
– Cách nhiệt: Vật liệu cách nhiệt (như tấm mica hoặc foam) được thêm vào để giảm nguy cơ chập mạch hoặc cháy nổ.
Kiểm tra toàn diện bộ pin lithium(Final Testing)
– Kiểm tra hiệu suất: Bộ pin được sạc/xả ở các mức tải khác nhau (thường từ 0.5C đến 1C) để đo dung lượng thực tế, hiệu suất và độ ổn định.
– Kiểm tra an toàn:
– Thử nghiệm rung lắc (mô phỏng điều kiện xe nâng hoạt động).
– Thử nghiệm nhiệt độ cao/thấp (-20°C đến 60°C).
– Kiểm tra chống rò rỉ điện và khả năng chịu ngắn mạch.
– Chứng nhận: Bộ pin đạt tiêu chuẩn như UN38.3 (vận chuyển an toàn), IEC 62133 hoặc GB/T (tiêu chuẩn Trung Quốc) trước khi xuất xưởng.
Đóng gói và xuất xưởng (Packaging and Shipping)
– Đóng gói: Bộ pin được bọc trong vật liệu chống sốc, chống tĩnh điện và ghi nhãn thông số kỹ thuật (điện áp, dung lượng, ngày sản xuất…).
– Vận chuyển: Được chuyển đến nhà sản xuất xe nâng (như Hangcha, Heli) hoặc khách hàng cuối cùng, thường kèm theo hướng dẫn lắp đặt và sử dụng.
Pin xe nâng điện 48V 460Ah
Đặc điểm sản xuất pin lithium tại Trung Quốc
– Tự động hóa cao: Các nhà máy lớn sử dụng robot và dây chuyền tự động để hàn, lắp ráp và kiểm tra, giảm sai sót và tăng sản lượng.
– Tối ưu chi phí: Nhờ nguồn nguyên liệu/đời sống thường nhật áp dụng công nghệ này để tối ưu hóa chi phí sản xuất và cải thiện hiệu suất làm việc của xe nâng, chẳng hạn như sử dụng pin lithium-ion chất lượng cao với chi phí thấp hơn so với các loại pin truyền thống.
– Tùy chỉnh linh hoạt: Các nhà sản xuất Trung Quốc thường cung cấp các tùy chọn tùy chỉnh bộ pin theo yêu cầu cụ thể của xe nâng (ví dụ: dung lượng lớn hơn hoặc thiết kế nhỏ gọn).
