Giới thiệu dự án

Sự bùng nổ của ngành công nghiệp lưu trữ năng lượng tái tạo và phương tiện giao thông điện hóa (EV/E-scooter) đã thúc đẩy nhu cầu đóng gói khối pin lithium-ion (Battery Pack) tăng trưởng hơn 25% mỗi năm trên toàn cầu. Khối pin công suất lớn thường được cấu thành từ hàng chục đến hàng trăm cell pin đơn lẻ (chuẩn 18650, 26650, 32650) ghép nối tiếp (S) và song song (P) thông qua các lá kẽm dẫn điện (Nickel strips). Để đảm bảo tính toàn vẹn về cấu trúc cơ khí lẫn độ dẫn điện tối ưu mà không làm tổn hại nhiệt đến màng phân cách (separator) bên trong cell, phương pháp hàn điểm điện trở (Resistance Spot Welding - RSW) là tiêu chuẩn kỹ thuật bắt buộc.

Tuy nhiên, trong các cơ sở sản xuất và bảo dưỡng quy mô vừa và nhỏ tại Việt Nam, quy trình hàn cell pin đa phần thực hiện thủ công bằng tay hoặc bàn đạp cơ học. Thao tác thủ công dẫn đến áp lực tì kim không đồng đều, lệch tọa độ điểm hàn, thời gian phóng xung dòng điện không ổn định, gây cháy thủng cực pin hoặc tạo mối hàn nguội (cold weld) với nội trở tiếp xúc cao. Đề tài "Nghiên cứu và chế tạo máy hàn cell pin" được triển khai bởi nhóm kỹ sư Cơ điện tử nhằm tự động hóa hoàn toàn chu trình hàn đính lá kẽm lên ma trận cell pin thông qua cơ cấu điều khiển số 3 trục (X-Y-Z).

   +-------------------------------------------------------------+
   |                  HỆ THỐNG MÁY HÀN CELL PIN 3 TRỤC           |
   |                                                             |
   |   [Arduino Mega 2560]                                       |
   |           |                                                 |
   |           +---> Driver TB6600 ---> Động cơ bước X-Y-Z       |
   |           |                                                 |
   |           +---> SSR / Mạch xung ---> Biến áp 900E (1800W)   |
   |           |                                |                |
   |           +---> Giao diện I2C LCD/Keypad   v                |
   |                                      [Đầu hàn áp lực Z]     |
   |                                             |               |
   |                                      [Gá kẽm & Ma trận Pin] |
   +-------------------------------------------------------------+

Mục tiêu dự án

  1. Thiết kế cơ cấu cơ khí 3 trục X-Y-Z: Sử dụng thanh trượt dẫn hướng vuông và vitme đai ốc bi khử rơ, cho phép bàn máy định vị chính xác ma trận gá phôi chứa tới 60 cell pin (khổ 10 $\times$ 6 cell).
  2. Thiết kế hệ thống động lực và phóng xung hàn: Tận dụng biến áp lò vi sóng 900E quấn lại cuộn thứ cấp dây đồng tiết diện $35\text{ mm}^2$, đạt công suất xấp xỉ $1800\text{ W}$, điều khiển đóng cắt bằng rơ le bán dẫn (SSR - Solid State Relay) và mạch điều khiển xung thời gian mili-giây (ms).
  3. Phát triển phần mềm điều khiển nhúng: Lập trình thuật toán điều khiển trên nền tảng vi điều khiển ATmega2560, tích hợp giao diện màn hình LCD qua giao thức I2C, cho phép cài đặt linh hoạt số lượng xung, thời gian phóng dòng và tọa độ hàn ma trận tự động.
  4. Tối ưu hóa tham số công nghệ hàn: Khảo sát và xác lập bộ thông số tối ưu (dòng điện, thời gian hàn $10\text{ ms} - 50\text{ ms}$) đối với các độ dày lá kẽm $0.1\text{ mm}$, $0.2\text{ mm}$, và $0.3\text{ mm}$.

Phạm vi và giới hạn

  • Vật liệu hàn: Kẽm mạ niken và kẽm tinh khiết có độ dày từ $0.1\text{ mm}$ đến $0.3\text{ mm}$.
  • Quy cách cell pin hỗ trợ: Pin hình trụ Lithium-ion kích thước 18650, 26650, và 32650.
  • Phạm vi làm việc: Vùng gá phôi tối đa 60 cell trên một lần chạy chương trình tự động.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tiêu chí SUNKKO 738AL (Thương mại) LITH-IP-5000A (Công nghiệp) Máy hàn thủ công biến áp 800E Máy hàn cell pin 3 trục CNC (Đề tài)
Cơ chế điều khiển vị trí Thủ công (Cầm tay/Cần gạt) Bán tự động (Khí nén trục Z, canh tay X-Y) Thủ công (Cần ép tay) Tự động hóa 3 trục X-Y-Z (CNC nội suy)
Công suất xung $3.6\text{ kW}$ $5.0\text{ kW}$ (Biến tần $4\text{ kHz}$) $\approx 1000\text{ W}$ $\approx 1800\text{ W}$ (Biến áp 900E)
Độ dày kẽm tối đa $0.2\text{ mm} - 0.3\text{ mm}$ $0.3\text{ mm} - 0.5\text{ mm}$ $0.15\text{ mm} - 0.2\text{ mm}$ $0.1\text{ mm} - 0.3\text{ mm}$
Độ đồng đều điểm hàn Trung bình (phụ thuộc tay nghề) Cao Thấp (dễ cháy pin) Rất cao (sai số vị trí $< 0.05\text{ mm}$)
Chi phí đầu tư $8.000.000 - 12.000.000\text{ VNĐ}$ $> 60.000.000\text{ VNĐ}$ $1.500.000 - 2.500.000\text{ VNĐ}$ $6.500.000\text{ VNĐ}$ (Tối ưu chi phí)

Yêu cầu hệ thống theo mô hình MoSCoW

  • Must have (Bắt buộc): Chuyển động tịnh tiến chính xác 3 trục X, Y, Z; mạch điều khiển thời gian xung đóng ngắt chính xác trong dải $10\text{ ms} - 100\text{ ms}$; cơ cấu lò xo cân bằng áp lực tiếp xúc đầu kim hàn; nút dừng khẩn cấp (E-Stop).
  • Should have (Nên có): Chế độ vận hành kép Manual (cân chỉnh tọa độ từng cell) và Auto (hàn tự động toàn bộ ma trận theo chu trình); màn hình hiển thị trực quan thông số qua I2C.
  • Could have (Có thể mở rộng): Cơ cấu cấp phôi và kéo băng kẽm tự động; cảm biến quang phát hiện ngược cực pin.
  • Won't have (Chưa thực hiện ở pha này): Hệ thống thị giác máy tính (Computer Vision) nhận diện vị trí hàn động.

Thiết kế hệ thống

graph TD
    UI[Bàn phím & Màn hình LCD 20x4 I2C] -->|Cài đặt tham số| MCU[Arduino Mega 2560 R3]
    MCU -->|Xung PUL/DIR| DRV_X[Driver TB6600 - Trục X]
    MCU -->|Xung PUL/DIR| DRV_Y[Driver TB6600 - Trục Y]
    MCU -->|Xung PUL/DIR| DRV_Z[Driver TB6600 - Trục Z]
    DRV_X --> M_X[Động cơ bước NEMA 17 / Trục X]
    DRV_Y --> M_Y[Động cơ bước NEMA 23 / Trục Y]
    DRV_Z --> M_Z[Động cơ bước NEMA 17 / Trục Z]
    MCU -->|Tín hiệu kích xung K1| SSR[Rơ le bán dẫn Fotek SSR-40DA / BTA100]
    AC[Nguồn AC 220V/50Hz] --> SSR
    SSR -->|Đóng cắt sơ cấp| XFMR[Biến áp lò vi sóng 900E]
    XFMR -->|Thứ cấp 3.5V, ~800A| ELEC[Đầu kim hàn điểm bù áp lực]
    ELEC --> BATT[Ma trận Pin 60 Cell & Lá kẽm]
    LIMIT[Công tắc hành trình Endstops] -->|Tín hiệu phản hồi| MCU

Ngăn xếp công nghệ (Technology Stack)

  • Bộ vi điều khiển trung tâm: Arduino Mega 2560 R3 (Vi xử lý ATmega2560 8-bit, xung nhịp $16\text{ MHz}$, 54 chân I/O số, $256\text{ KB}$ Flash).
  • Mạch công suất điều khiển chuyển động: Driver TB6600HQ/HG (Điện áp hoạt động $9-42\text{V DC}$, dòng định mức cực đại $4.0\text{A}$, hỗ trợ vi bước từ $1/1$ đến $1/32$).
  • Thiết bị truyền động tịnh tiến: Thanh ray trượt vuông chịu tải hướng tâm kết hợp bộ truyền vít me đai ốc bi (Ball Screw) bước ren $4\text{ mm}$ khử khe hở cơ khí.
  • Khối chuyển mạch công suất hàn: Solid State Relay (SSR) Fotek-40DA kết hợp mạch Timer Triac BTA100 cho phép đóng cắt dòng xoay chiều tại điểm cắt không (Zero-crossing) nhằm triệt tiêu tia lửa điện và sụt áp lưới.
  • Phần mềm thiết kế CAD/CAE: SolidWorks 2022 để mô phỏng động học và tính toán phân bố ứng suất khung vỏ.

Tính toán nhiệt động lực học và dòng hàn

Dựa trên định luật Joule-Lenz, nhiệt lượng $Q$ sinh ra tại bề mặt tiếp xúc giữa lá kẽm và điện cực pin được tính theo công thức: $$Q = I^2 \cdot R_{\text{contact}} \cdot t$$ Trong đó:

  • $I$: Cường độ dòng điện cuộn thứ cấp ($\approx 600\text{ A} - 900\text{ A}$).
  • $R_{\text{contact}}$: Điện trở tiếp xúc tổng giữa kim hàn đồng, lá kẽm và bề mặt cực pin ($\approx 1.5 - 3.5\text{ m}\Omega$).
  • $t$: Thời gian duy trì xung dòng điện ($10 - 50\text{ ms}$).

Để đạt được dòng điện hàn hàng trăm Ampe ở điện áp an toàn ($3.2\text{V} - 3.8\text{V}$), biến áp 900E được loại bỏ hoàn toàn cuộn thứ cấp cao áp nguyên bản và quấn lại bằng 4 vòng dây đồng mềm nhiều sợi tiết diện $35\text{ mm}^2$.

Implementation và kết quả

Quy trình phát triển phần cứng và thuật toán điều khiển

Chương trình điều khiển nhúng trên ATmega2560 được xây dựng dựa trên máy trạng thái hữu hạn (Finite State Machine - FSM) phân tách rõ ràng giữa chế độ định vị tọa độ và chế độ phóng xung dòng điện hàn:

// Trích xuất mã nguồn logic điều khiển chu trình hàn ma trận tự động
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

#define PIN_PUL_X 2
#define PIN_DIR_X 3
#define PIN_PUL_Y 4
#define PIN_DIR_Y 5
#define PIN_PUL_Z 6
#define PIN_DIR_Z 7
#define PIN_WELD_TRIGGER 8 // Kích hoạt SSR / BTA100

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

void executeSpotWeld(unsigned int pulseDurationMs) {
    // 1. Hạ trục Z tạo lực ép tiếp xúc ổn định
    digitalWrite(PIN_DIR_Z, LOW);
    for(int i = 0; i < 400; i++) { // Hành trình ép kim xuống
        digitalWrite(PIN_PUL_Z, HIGH);
        delayMicroseconds(600);
        digitalWrite(PIN_PUL_Z, LOW);
        delayMicroseconds(600);
    }
    delay(150); // Chờ ổn định lực tì lò xo

    // 2. Kích hoạt xung dòng điện hàn qua SSR
    digitalWrite(PIN_WELD_TRIGGER, HIGH);
    delay(pulseDurationMs); // Duy trì xung hàn chính xác theo ms
    digitalWrite(PIN_WELD_TRIGGER, LOW);

    // 3. Thời gian giữ nguội (Hold time) để mối hàn kết tinh
    delay(200);

    // 4. Nâng trục Z về vị trí an toàn
    digitalWrite(PIN_DIR_Z, HIGH);
    for(int i = 0; i < 400; i++) {
        digitalWrite(PIN_PUL_Z, HIGH);
        delayMicroseconds(500);
        digitalWrite(PIN_PUL_Z, LOW);
        delayMicroseconds(500);
    }
}

Thử nghiệm và đánh giá chất lượng mối hàn

Quá trình thực nghiệm tiến hành trên 3 nhóm độ dày kẽm với các mốc thời gian phóng xung hàn từ $10\text{ ms}$ đến $50\text{ ms}$. Tiêu chuẩn đánh giá điểm hàn được phân loại thành 4 cấp độ:

  • Mức 1 (Kém): Kẽm và cực pin không bám dính.
  • Mức 2 (Yếu): Có thể dùng tay bóc tách nhẹ nhàng lá kẽm ra khỏi cực pin.
  • Mức 3 (Đạt chuẩn): Phải dùng kìm chuyên dụng kẹp giật mạnh mới bung, xuất hiện vết rách kim loại cục bộ trên lá kẽm.
  • Mức 4 (Cháy/Quá nhiệt): Thủng lá kẽm hoặc đánh lửa làm biến dạng bề mặt cực dương pin.
Độ dày kẽm (mm) Thời gian xung (ms) Mức độ bám dính Trạng thái bề mặt cực pin Kết luận kỹ thuật
0.1 10 Mức 2 Không cháy, lực bám yếu Chưa đạt ngấu kim loại
0.1 20 Mức 3 Sạch, không xém đen, lực bám rất chắc Thông số tối ưu
0.1 30 - 50 Mức 4 Cháy thủng kẽm, sinh nhiệt lớn Quá nhiệt nguy hiểm
0.2 10 - 20 Mức 1 - Mức 2 Dính nhẹ, bóc được bằng tay Thiếu nhiệt lượng
0.2 30 - 40 Mức 3 Vết hàn ngấu sâu, xé rách kẽm khi kéo Thông số tối ưu
0.2 50 Mức 4 Xém đen viền điểm hàn Dư nhiệt
0.3 10 - 30 Mức 1 - Mức 2 Không dính hoặc dính cục bộ Nhiệt trở chưa đủ lớn
0.3 40 - 50 Mức 3 Điểm hàn chắc chắn, chịu lực cắt cao Thông số tối ưu 
   [ĐỘ DÀY LÁ KẼM vs THỜI GIAN XUNG HÀN TỐI ƯU]
   
   0.3 mm  |===============================> [40 - 50 ms]
   0.2 mm  |===================> [30 - 40 ms]
   0.1 mm  |=========> [20 ms]
           +---------+---------+---------+---------+---------> Thời gian (ms)
           0        10        20        30        40        50

So sánh hiệu năng vận hành với phương pháp thủ công

Thực nghiệm đo đạc thời gian hoàn thiện khối pin 60 cell (cấu hình 10S6P) với số lượng 2 điểm hàn trên mỗi đầu cell ($k = 2$, tổng cộng 240 mối hàn trên hai mặt pin):

Thông số vận hành Hàn thủ công (Cần ép tay) Hàn bán tự động (Trục Z khí nén) Máy hàn 3 trục tự động (Đề tài)
Thời gian hàn 60 cell (2 mặt) $12\text{ phút } 45\text{ giây}$ $8\text{ phút } 10\text{ giây}$ $3\text{ phút } 35\text{ giây}$
Năng suất tương đối $100%$ (Cơ sở) $156%$ $355%$
Tỷ lệ lỗi điểm hàn (cháy/lệch) $6.5%$ $2.8%$ $< 0.5%$
Độ ổn định áp lực tiếp xúc Dao động lớn ($\pm 40%$) Ổn định nhờ khí nén Cố định nhờ cữ hành trình + lò xo

Đổi mới và đóng góp

  1. Khử hoàn toàn lỗi định vị tọa độ bằng bàn máy ma trận CNC: Thay vì phụ thuộc vào thị lực và độ tập trung của công nhân, máy tự động phân bố bước bước trục X ($18.5\text{ mm}$ đối với cell 18650) và trục Y ($18.5\text{ mm}$) với độ lặp lại chính xác dưới $\pm 0.03\text{ mm}$, đảm bảo tâm mối hàn luôn nằm chính xác ở tâm cực pin.
  2. Cơ cấu đầu hàn bù trừ áp lực độc lập: Thiết kế đầu hàn trục Z tích hợp lò xo đôi giảm chấn giúp triệt tiêu phản lực khi kim hàn chạm bề mặt kẽm, duy trì áp lực tì không đổi ($15\text{ N} - 20\text{ N}$), giải quyết dứt điểm hiện tượng nổ hồ quang (sparking) do hở tiếp xúc.
  3. Module hóa phần cứng với giá thành tối ưu: Bằng cách kết hợp linh kiện công nghiệp tiêu chuẩn (ray trượt, TB6600, vitme) với bộ điều khiển vi xử lý Arduino Mega mã nguồn mở và biến áp tái chế hiệu suất cao, chi phí chế tạo giảm hơn $70%$ so với các dòng máy tự động nhập khẩu từ Trung Quốc hoặc châu Âu.
  4. Kiểm soát nhiệt lượng chính xác: Thời gian phóng dòng mili-giây qua SSR giúp vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ - Heat Affected Zone) chỉ tập trung cục bộ trên bề mặt lá kẽm, nhiệt độ đỉnh tại đáy vỏ cell pin không vượt quá $45^\circ\text{C}$, triệt tiêu hoàn toàn nguy cơ suy giảm dung lượng hoặc mất an toàn hóa học của cell lithium.

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản ứng dụng công nghiệp

  • Dây chuyền lắp ráp pin xe điện (EV Pack): Sản xuất các khối pin $48\text{V}-20\text{Ah}$, $60\text{V}-30\text{Ah}$, $72\text{V}-50\text{Ah}$ phục vụ xe máy điện, xe đạp điện với độ đồng đều dòng xả cao.
  • Xưởng đóng pin dụng cụ cầm tay (Power Tools): Đóng gói lại (repack) khối pin máy khoan, máy mài $18\text{V}-21\text{V}$ đòi hỏi dòng xả tức thời lớn và mối hàn chịu rung động khắc nghiệt.
  • Hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời (BESS): Đóng các module pin dung lượng lớn sử dụng cell 32650 LiFePO4.

Phân tích hiệu quả kinh tế và thời gian hoàn vốn (ROI)

  • Chi phí đầu tư thiết bị: $\approx 6.500.000\text{ VNĐ}$.
  • Tiết kiệm nhân công: Giảm từ 3 nhân công hàn thủ công xuống còn 1 nhân công vận hành nạp phôi. Tiết kiệm chi phí nhân lực ước tính $12.000.000\text{ VNĐ/tháng}$.
  • Thời gian thu hồi vốn: Dưới 1.5 tháng đối với các cơ sở sản xuất quy mô từ 50 pack pin/ngày.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Công đoạn cấp phôi: Quá trình đặt cell pin vào khuôn 60 cell và gá đặt dải lá kẽm vẫn đòi hỏi thao tác bằng tay trước khi bấm nút khởi động chu trình hàn.
  • Phản hồi lực kín: Áp lực hàn trục Z hiện được định cỡ cơ học bằng độ nén lò xo và hành trình bước của motor, chưa tích hợp cảm biến lực (Loadcell) để tự động điều chỉnh áp lực theo thời gian thực (Closed-loop force feedback).
  • Hệ thống làm mát: Khi vận hành liên tục trên 30 chu kỳ ma trận (hơn 1800 cell), biến áp 900E có hiện tượng tích nhiệt, cần lắp đặt thêm quạt tản nhiệt cưỡng bức hoặc hệ thống cảm biến ngắt nhiệt bảo vệ quá tải.

Hướng phát triển tiếp theo

  • Tích hợp Camera Machine Vision: Nhận diện tự động cực âm/dương của từng cell pin trước khi hàn để phát hiện lỗi đặt ngược cực, tránh ngắn mạch gây cháy nổ pin.
  • Hệ thống cấp kẽm tự động (Auto-feed Nickel Strip): Bổ sung cơ cấu kéo băng kẽm từ cuộn và dập cắt tự động đồng bộ với hành trình di chuyển của trục Z.
  • Nâng cấp nguồn hàn xung kép (Dual-pulse Capacitive Discharge): Chuyển đổi sang hệ thống tích trữ năng lượng tụ điện (Capacitor Discharge) để rút ngắn thời gian xung xuống mức micro-giây, cho phép hàn các dải đồng nguyên chất dày $0.2\text{ mm}$ có độ dẫn điện cao hơn kẽm.

Đối tượng hưởng lợi

+-------------------------------------------------------------------------+
|                         GIÁ TRỊ MANG LẠI                                |
|                                                                         |
|  [Sinh viên / Kỹ sư]        [Cơ sở sản xuất]         [Nhà nghiên cứu]   |
|   - Mã nguồn C++ FSM         - Tăng 355% sản lượng    - Dữ liệu chuẩn   |
|   - Bản vẽ cơ khí 3D         - Giảm lỗi < 0.5%          nhiệt & xung hàn|
|   - Tài liệu thiết kế        - Thu hồi vốn < 1.5 thg  - Mô hình thực    |
+-------------------------------------------------------------------------+
  • Sinh viên và Kỹ sư Cơ điện tử: Cung cấp tài liệu thiết kế cơ khí hoàn chỉnh (SolidWorks CAD), sơ đồ mạch nguyên lý công suất và mã nguồn C++ điều khiển nội suy động cơ bước phục vụ học tập, nghiên cứu hệ thống CNC ứng dụng.
  • Doanh nghiệp & Xưởng đóng pin vừa và nhỏ: Tiếp cận giải pháp máy hàn tự động chất lượng cao với chi phí đầu tư chỉ bằng $10-15%$ so với máy công nghiệp chuyên dụng, nâng cao năng lực cạnh tranh và chuẩn hóa chất lượng mối ghép pack pin.
  • Cộng đồng nghiên cứu năng lượng: Đóng góp bộ dữ liệu thực nghiệm chuẩn về tương quan giữa thời gian xung hàn ($10-50\text{ ms}$) và độ dày kẽm ($0.1-0.3\text{ mm}$) đối với dòng pin 18650/26650.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu nguồn điện để vận hành hệ thống máy hàn 3 trục này là gì?

Hệ thống sử dụng nguồn điện dân dụng 1 pha $220\text{V} - 50\text{Hz}$. Do biến áp hàn có công suất đỉnh tức thời khoảng $1800\text{W}$ trong thời gian rất ngắn ($20-50\text{ms}$), đường dây cấp nguồn cần sử dụng dây dẫn tiết diện tối thiểu $2.5\text{ mm}^2$ và Aptomat bảo vệ từ $16\text{A}$ trở lên để tránh hiện tượng nhảy CB khi phóng xung dòng lớn.

2. Có thể sử dụng máy để hàn các loại lá đồng nguyên chất thay cho lá kẽm không?

Đồng nguyên chất có điện trở suất rất thấp ($\rho_{\text{Cu}} \approx 1.68 \times 10^{-8}\ \Omega\cdot\text{m}$) và độ dẫn nhiệt cực cao, do đó công nghệ hàn điểm xoay chiều (AC Spot Welding) dùng biến áp thông thường khó tạo đủ nhiệt lượng cục bộ $Q = I^2Rt$ để làm nóng chảy đồng. Để hàn dải đồng, cần nâng cấp máy sang nguồn hàn phóng điện tụ điện xung kép (Dual-pulse CD) hoặc nguồn hàn siêu âm (Ultrasonic Welding).

3. Làm thế nào để điều chỉnh vị trí hàn khi thay đổi sang kích thước pin 26650 hoặc 32650?

Hệ thống được thiết kế linh hoạt. Người vận hành chỉ cần thay đổi đồ gá in 3D tương ứng với đường kính thân pin ($26\text{ mm}$ hoặc $32\text{ mm}$) trên bàn máy, sau đó truy cập menu "Cài đặt" trên màn hình LCD để nhập khoảng cách bước dịch trục X và Y tương ứng mà không cần phải nạp lại code vi điều khiển.

4. Rơ le bán dẫn (SSR) có bị quá nhiệt khi máy chạy chu trình hàn liên tục không?

Trong quá trình vận hành, SSR Fotek-40DA điều khiển dòng sơ cấp xoay chiều ($\approx 8 - 10\text{A}$ đỉnh). Mặc dù thời gian dẫn dòng rất ngắn, linh kiện bán dẫn bên trong vẫn sinh nhiệt do sụt áp thuận ($1.2\text{V}$). Do đó, SSR bắt buộc phải được gắn kèm tấm tản nhiệt nhôm có bôi keo tản nhiệt và đặt trong luồng gió làm mát của quạt thùng máy.

5. Chi phí bảo trì định kỳ của máy hàn cell pin gồm những hạng mục nào?

Chi phí bảo dưỡng định kỳ rất thấp, chủ yếu bao gồm:

  • Mài phẳng hoặc thay thế đầu kim hàn hợp kim đồng Alumina sau mỗi 5.000 - 10.000 mối hàn để đảm bảo diện tích tiếp xúc chuẩn.
  • Tra dầu mỡ bôi trơn chuyên dụng cho thanh ray trượt và vít me đai ốc bi định kỳ 3 tháng/lần.

Kết luận

Đề tài "Nghiên cứu và chế tạo máy hàn cell pin" đã giải quyết triệt để bài toán tự động hóa công đoạn hàn đính kết nối module pin lithium-ion. Bằng cách tích hợp hoàn chỉnh hệ thống cơ khí chính xác 3 trục X-Y-Z, mạch điều khiển xung công suất mili-giây qua SSR và bộ vi điều khiển ATmega2560, hệ thống đã đạt được năng suất hàn tăng $355%$ so với thao tác thủ công, đồng thời kiểm soát tỷ lệ lỗi điểm hàn dưới $0.5%$.

Sản phẩm không chỉ là một đồ án tốt nghiệp xuất sắc mang tính ứng dụng thực tiễn cao của sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ điện tử, mà còn mở ra tiềm năng thương mại hóa mạnh mẽ cho các dây chuyền sản xuất pin nội địa tại Việt Nam.