Jan 10,2026
0
Các giải pháp chung chung đơn thuần không thể đáp ứng được những vấn đề tích hợp phức tạp trên các nền tảng xe điện, vì vậy ngày nay rất nhiều nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) đang chuyển sang sử dụng các hộp pin được thiết kế riêng. Mỗi chiếc ô tô đều có những yêu cầu riêng biệt. Hãy xem xét các yếu tố như hình dáng khung xe, vị trí phân bổ trọng lượng sao cho hợp lý, cũng như những khu vực quan trọng cần hấp thụ lực va chạm trong các tình huống tai nạn. Tất cả những yếu tố này đòi hỏi các vỏ bảo vệ phải tuân thủ các thông số kỹ thuật cực kỳ khắt khe, được đo lường chính xác đến từng milimét. Các bộ vỏ sản xuất hàng loạt thông thường hoàn toàn không phù hợp với các công ty sử dụng tế bào pin đặc thù do chính họ phát triển hoặc đang nỗ lực cải thiện khả năng ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt nguy hiểm — vốn có thể dẫn đến những sự cố nghiêm trọng về sau.
Tùy chỉnh giúp các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) thực hiện:
Khi nói đến việc quản lý nhiệt trong các hệ thống điện tử, thực tế không tồn tại giải pháp 'một kích cỡ phù hợp với tất cả'. Các hệ thống làm mát bằng không khí đòi hỏi các đường dẫn luồng khí rất đặc thù để hoạt động hiệu quả, trong khi các hệ thống làm mát bằng ngâm (immersion cooling) lại cần các thùng chứa kín hoàn toàn — điều mà thiết kế tiêu chuẩn thường không đáp ứng được. Các quy định hiện nay còn làm cho vấn đề trở nên phức tạp hơn nữa. Chẳng hạn, các bài kiểm tra va chạm UN GTR 20 cho thấy các vỏ bọc thông dụng trên thị trường thường bị vỡ rời ra khi chịu lực khoảng 40G trong các vụ tai nạn. Ngược lại, các linh kiện được thiết kế riêng xử lý va chạm tốt hơn nhiều, bởi chúng tích hợp những vùng biến dạng có chủ đích thay vì gãy đột ngột. Các nhà sản xuất bỏ qua khâu tùy chỉnh kỹ lưỡng thường phải đối mặt với các đợt thu hồi sản phẩm tốn kém về sau — hoặc do các sự cố quá nhiệt lan rộng trong toàn hệ thống, hoặc do không duy trì được các tiêu chuẩn chống bụi và chống nước đã cam kết.
Các hộp pin mô-đun cho phép các nhà sản xuất ô tô chuẩn hóa những bộ phận cần sử dụng lặp đi lặp lại, đồng thời vẫn có thể mở rộng mức điện áp từ 400V lên đến 800V theo nhu cầu. Thiết kế thường bao gồm việc xếp chồng các chi tiết làm từ nhôm hoặc vật liệu composite với các mối hàn laser chắc chắn, đủ khả năng chịu lực ngay cả sau va chạm. Khi các công ty tách riêng các bộ phận đặc thù về điện áp ra khỏi kết cấu thân chính, họ thực tế tiết kiệm khoảng 30% khối lượng công việc phát triển và đưa sản phẩm ra thị trường nhanh hơn, theo báo cáo ngành. Điều khiến hệ thống này thực sự linh hoạt là khả năng tương thích với nhiều loại tế bào pin khác nhau, chẳng hạn như pin dạng khối (prismatic) hay pin dạng túi (pouch). Toàn bộ tính linh hoạt này không đồng nghĩa với việc hy sinh độ bền cơ học hay tiêu chuẩn bảo vệ chống nước, bởi các mô-đun này đều đáp ứng các yêu cầu chứng nhận IP67 và IP6K9K về khả năng chống bụi và chống nước.
Các hộp pin được thiết kế nhằm tối ưu hiệu quả bảo trì đi kèm các bảng điều khiển dễ tiếp cận mà không cần dụng cụ, cũng như thanh trượt để lắp/rút mô-đun — nhờ đó thời gian sửa chữa giảm khoảng 40% so với các vỏ bọc hàn truyền thống. Thợ kỹ thuật có thể thay thế từng tế bào pin riêng lẻ ngay từ phía trước mà không cần tháo rời toàn bộ cấu trúc hộp, giúp duy trì độ kín khít và khả năng chống nước của gioăng. Tất cả đầu nối đều có kích thước tiêu chuẩn và dây dẫn được mã màu khác nhau nhằm tránh nhầm lẫn trong quá trình bảo trì. Đối với các doanh nghiệp vận hành đội xe quy mô lớn, những lựa chọn thiết kế này đặc biệt quan trọng vì mỗi giờ xe tải nằm nghỉ tại xưởng đều phát sinh chi phí. Một công ty giao hàng mà chúng tôi đã trao đổi cho biết họ đã tiết kiệm được hàng nghìn đô la chỉ nhờ rút ngắn thời gian xe tải phải ở lại xưởng để thay thế pin.
Các yêu cầu chứng nhận đối với hộp pin xe điện trên toàn thế giới đòi hỏi phải tuân thủ một số tiêu chuẩn cốt lõi. Tiêu chuẩn UN GTR 20 đề cập đến các vấn đề an toàn khi va chạm, đồng thời đảm bảo việc chứa đựng đúng cách các chất nguy hiểm. Đồng thời, các nhà sản xuất cần tuân theo hướng dẫn ISO 6469-3, bao quát các khía cạnh quan trọng như mức điện trở cách điện và các tiêu chí xác định mức cách ly điện áp được chấp nhận. Các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) có quy trình DFMEA riêng nhằm quản lý rủi ro một cách hiệu quả. Các quy trình này bao gồm các hệ thống phòng ngừa hiện tượng lan truyền nhiệt (thermal runaway) tiên tiến, được thiết kế để hoạt động ổn định trong điều kiện khắc nghiệt lên tới 1200 độ C. Về mặt tài liệu, các công ty bắt buộc phải chứng minh rằng pin của họ có khả năng chứa đựng rò rỉ điện phân và ngăn ngừa ngắn mạch trong suốt toàn bộ dải nhiệt độ từ âm 40 độ C đến 85 độ C trong điều kiện vận hành bình thường.
Ba trụ cột kiểm định đảm bảo độ nguyên vẹn của hộp pin:
Hầu hết các phương tiện điện hiện nay vẫn sử dụng hệ thống làm mát bằng chất lỏng cho cụm pin của chúng, trong đó các tấm làm mát (cold plates) trực tiếp dẫn nhiệt ra khỏi từng tế bào pin. Đây là yếu tố cực kỳ quan trọng, bởi nếu không được làm mát đúng cách, những cụm pin được bố trí dày đặc này có thể nóng lên ở mức nguy hiểm. Tuy nhiên, phương pháp làm mát ngâm (immersion cooling) cũng mang lại một số ưu điểm. Phương pháp này phân tán nhiệt đồng đều hơn trong toàn bộ cụm pin và loại bỏ nhiệt nhanh hơn khoảng 40% so với các phương pháp truyền thống trước đây. Nhưng nó cũng tồn tại nhược điểm. Hệ thống yêu cầu các gioăng đặc biệt và bảo trì định kỳ chất làm mát, từ đó làm tăng độ phức tạp. Một số nhà sản xuất hàng đầu đang bắt đầu thử nghiệm một công nghệ gọi là vật liệu chuyển pha (phase change materials), về cơ bản là các chất dạng parafin được đặt giữa các tế bào pin. Những vật liệu này hấp thụ lượng nhiệt dư thừa khi tải tăng đột ngột và giúp duy trì ổn định nhiệt độ ngay cả trong điều kiện tải nặng.
Nhôm có độ dẫn nhiệt khá tốt, khoảng 200 W/mK, đồng thời đủ nhẹ để làm vỏ pin, vì vậy nó đã trở nên rất phổ biến. Tuy nhiên, lĩnh vực khoa học vật liệu hiện nay đang thay đổi rất nhanh. Chẳng hạn như polypropylen gia cố bằng sợi thủy tinh: vật liệu này giúp giảm trọng lượng khoảng 30% so với các kim loại truyền thống, nhưng vẫn đảm bảo độ bền cơ học ở những vị trí yêu cầu. Các vật liệu nhiệt dẻo cũng mở ra những khả năng mới, bởi chúng có thể tạo hình thành những cấu trúc phức tạp cần thiết cho hệ thống làm mát tích hợp. Một số công ty hiện đang thử nghiệm việc kết hợp nhiều loại vật liệu khác nhau: họ đặt các giao diện nhiệt silicone ngay giữa vỏ nhôm và các tấm vật liệu composite nhằm phân tán nhiệt hiệu quả hơn. Khi làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, các nhà sản xuất thường phủ lên bề mặt các lớp phủ đặc biệt chống ăn mòn, đồng thời sử dụng các polymer pha hạt graphene. Những tổ hợp vật liệu này duy trì hiệu suất tản nhiệt xuất sắc trong khi vẫn giữ nguyên cấp bảo vệ IP6K9K quan trọng chống xâm nhập của nước và bụi.
Công ty TNHH Công nghệ Điện tử Đông Quan Dụ Kiệt, với 22 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực điện tử ô tô và công nghiệp, chuyên sản xuất các hộp pin tùy chỉnh theo đơn đặt hàng OEM/ODM cho xe điện (EV). Danh mục sản phẩm của công ty còn bao gồm bảng điều khiển công tắc, bộ sạc ô tô USB, giá đỡ cầu chì và phụ tùng cho xe RV, tất cả đều được thiết kế nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn toàn cầu và được cá nhân hóa theo yêu cầu của khách hàng. Công ty cung cấp các giải pháp có khả năng mở rộng và hiệu suất cao cho các nhà sản xuất xe điện, các đội xe và các ứng dụng lưu trữ năng lượng trên toàn thế giới.
EN