Liệu công nghệ CTC trong ngành năng lượng mới đang bùng nổ có thể làm gián đoạn ngành công nghiệp laser sợi quang không?

Công nghệ CTC đã trở thành chủ đề nóng trong ngành công nghiệp xe năng lượng mới. Trong giai đoạn đổi mới điện hóa tương đối chậm, đổi mới cấu trúc này giúp ngành công nghiệp năng lượng mới giảm chi phí và tăng hiệu quả, đồng thời tăng phạm vi hoạt động của xe năng lượng mới ở một mức độ nhất định. Gần đây, tác giả biết rằng khái niệm công nghệ CTC đã được đưa vào ngành công nghiệp laser. Các loại laser được thiết kế và sản xuất bằng khái niệm mới này cũng đã dẫn đến sự chuyển đổi của laser sợi quang.

Công nghệ CTC là gì?

Nguồn cảm hứng cho công nghệ CTC xuất phát từ lĩnh vực thiết kế máy bay, cải tiến cấu trúc bình nhiên liệu độc lập ban đầu bên trong cánh để tích hợp bình nhiên liệu và cánh, giảm số lượng linh kiện và quy trình lắp ráp cuối cùng. Cải tiến này không chỉ cải thiện hiệu quả sản xuất và giảm chi phí sản xuất mà còn tăng lượng nhiên liệu nạp và nâng cấp phạm vi hoạt động của máy bay.

Khái niệm này lần đầu tiên được Tesla giới thiệu vào ngành công nghiệp xe năng lượng mới và áp dụng cho mẫu xe Model Y. Dữ liệu cho thấy xe Model Y mới đã giảm 10% trọng lượng, giảm 370 thành phần thân xe và tăng 14% tuổi thọ pin trong trường hợp công nghệ đúc khuôn thân xe tích hợp và công nghệ CTC của Tesla.

Trước đó, cấu trúc của pin điện rất cồng kềnh, bao gồm các cell pin, mô-đun và bộ pin từ trong ra ngoài. Nhiều cell pin được lắp ráp thành một mô-đun duy nhất và nhiều mô-đun thành bộ pin trước khi được lắp vào ô tô. Giai đoạn này được gọi là kỷ nguyên của các mô-đun chuẩn hóa. Tuy nhiên, cấu trúc bộ pin chỉ cung cấp điện từ các cell và cấu trúc "đóng gói quá mức" không chỉ đòi hỏi phải thiết kế và sản xuất thêm các thành phần mà còn chiếm thêm không gian, dẫn đến ít điện năng hơn để truyền tải nhiều tải hơn.

Các nhà sản xuất pin trong nước nhận thức được vấn đề này và đã có những cải tiến liên quan. Ý tưởng chính là thiết kế các mô-đun lớn hơn, giảm số lượng mô-đun hoặc thậm chí thiết kế không có mô-đun để giảm thiểu số lượng bộ phận và không gian chiếm dụng ở cấp độ mô-đun càng nhiều càng tốt, được thể hiện bằng công nghệ CTP của CATL và pin lưỡi dao của BYD.

Chủ đề nóng hiện nay của công nghệ CTC là thiết kế tích hợp khung gầm pin được đại diện bởi Tesla, BYD và LEAPMOTOR. Những lợi thế của công nghệ này rất rõ ràng, không chỉ có thể thúc đẩy các công ty ô tô giảm chi phí mà còn giúp tăng phạm vi hoạt động. Ngoài ra, nó còn tăng không gian nội thất để nâng cao sự thoải mái khi lái xe và đi xe.

Công nghệ CTC có tác động như thế nào đến ngành công nghiệp laser?

Vào ngày 15 tháng 2023 năm XNUMX, BWT đã tổ chức một cuộc họp báo trực tuyến để chính thức công bố cốt lõi công nghệ của dòng laser sét thành công – phiên bản laser sợi quang của công nghệ CTC (Chip to Chassis, công nghệ chip tích hợp). Khái niệm kỹ thuật này phù hợp với việc tích hợp bình nhiên liệu cánh và khung pin, đã tích hợp thiết kế chip, cấu trúc tản nhiệt, mô-đun bơm và laser, loại bỏ nhu cầu về mô-đun chip-to-pump và các quy trình lắp ráp tiếp theo, giảm hiệu quả thể tích và trọng lượng của nguồn bơm và đạt được mức độ tích hợp cao.

Nhờ nghiên cứu bố trí hướng tới tương lai về công nghệ CTC, BWT là công ty đầu tiên đề xuất giải pháp công nghệ CTC phù hợp với laser sợi quang và chính thức ra mắt dòng laser sợi quang Lightning dựa trên lõi công nghệ CTC vào năm 2022. Laser Lightning không chỉ đạt được thành công trên thị trường khi được người dùng rất ưa chuộng mà còn trực tiếp dẫn đầu xu hướng phát triển thu nhỏ và nhẹ của laser sợi quang, mở đường cho laser sợi quang cạnh tranh về công suất và độ sáng.

Công nghệ CTC thúc đẩy quá trình thu nhỏ và nhẹ của laser, cải thiện đáng kể tính di động và tích hợp cao của thiết bị hạ nguồn, trực tiếp dẫn đến sự đổi mới trong các tình huống ứng dụng và thiết bị hạ nguồn. Rõ ràng nhất là thị trường hàn cầm tay laser. Máy hàn cầm tay laser ban đầu có máy làm lạnh và laser mô-đun đơn 1 kW kiểu cũ, với thể tích tủ là 1.05 m³ (tương đương với một chiếc máy giặt kiểu cũ về thể tích). Với sự phổ biến của laser dòng Lightning, máy hàn cầm tay laser làm mát bằng nước có kích thước cực nhỏ (gần bằng thể tích của máy hàn cầm tay làm mát bằng không khí) đã xuất hiện trên thị trường, đưa máy hàn cầm tay laser làm mát bằng nước vào kỷ nguyên của thân cây. Sự cải thiện về tính di động đã mở rộng đáng kể các kịch bản sử dụng của máy hàn cầm tay laser làm mát bằng nước và bổ sung cho những thiếu sót của máy hàn cầm tay làm mát bằng không khí, có thể di chuyển nhưng không thể duy trì độ ổn định lâu dài trong môi trường nhiệt độ cao.

Ngoài ra, laser thu nhỏ cũng đã thúc đẩy nâng cấp cấu trúc trong lĩnh vực cắt laser được sử dụng rộng rãi hơn. Trước đây, máy cắt laser sợi quang phải được trang bị phòng điều hòa không khí riêng cho laser, không chỉ đòi hỏi thêm đất mà còn làm tăng độ khó trong lắp đặt và bảo trì. Hiện nay, một số nhà máy thiết bị đã mở rộng khái niệm CTC sang lĩnh vực sản xuất thiết bị, loại bỏ phòng điều hòa không khí độc lập và tích hợp trực tiếp laser sợi quang vào tủ điều khiển của máy công cụ, cho phép laser được vận chuyển cùng với toàn bộ thiết bị, đạt được mục tiêu tháo rời và sử dụng thực sự, tiết kiệm hơn 30% thời gian lắp đặt thiết bị và giảm chi phí vận chuyển.

Tại sao BWT lại đi đầu trong việc làm chủ công nghệ CTC của laser?

Tất nhiên, không dễ để sao chép công nghệ CTC nhưng nó có những lợi thế rõ ràng. Ngay cả trong lĩnh vực xe năng lượng mới đã phát triển trong nhiều năm, chỉ một số ít công ty đã thành thạo công nghệ CTC. Đó là vì các nhà máy chủ thường không thể thiết kế cell pin khi họ quen thuộc với quy trình sản xuất xe, và các nhà máy sản xuất pin thường không quen thuộc với các yếu tố thiết yếu về thiết kế và sản xuất của khung gầm xe, cả hai đều còn thiếu. Chỉ những công ty hiểu cả cell pin và sản xuất xe, cũng như khả năng tích hợp cao của ba hệ thống điện, mới có thể tận dụng được những lợi thế của công nghệ CTC.

Vấn đề tương tự cũng tồn tại trong lĩnh vực laser. Các nhà sản xuất nguồn bơm thuần túy và các nhà sản xuất laser, mặc dù có sự tích lũy công nghệ phong phú trong lĩnh vực tương ứng của họ, do thiếu kinh nghiệm trong việc giải quyết vấn đề thông qua tích hợp và kết nối nối tiếp, không thể giải quyết hoàn toàn các vấn đề về tích hợp và tản nhiệt sau khi tích hợp chip.

BWT là công ty tiên phong trong việc bản địa hóa nguồn bơm, với hơn mười năm kinh nghiệm trong sản xuất nguồn bơm. Đồng thời, công ty cũng nằm trong số những nhà bán laser sợi quang hàng đầu, thuộc về các nhà sản xuất hiểu biết về cả nguồn bơm và máy laser. Do đó, công ty có thể dẫn đầu trong việc bẻ khóa mật khẩu công nghệ laser CTC và đạt được sản xuất hàng loạt thành công, dẫn đến kỷ nguyên thu nhỏ của laser sợi quang.

Tổng kết

Ngày nay, thu nhỏ hóa đã trở thành hướng phát triển được công nhận rộng rãi thứ ba trong ngành sau công suất cao và độ sáng cao. Công nghệ CTC là chìa khóa để đạt được sự thu nhỏ hóa và hoạt động ổn định lâu dài của laser. Công nghệ CTC cũng đã đặt nền tảng cho "sự co lại" của laser công suất cao hơn. Với ứng dụng hoàn thiện của công nghệ CTC và sự thành công của laser dòng Lightning, BWT đã phát triển và phát triển một thế hệ nền tảng quang học Thunder độ sáng cao, chế độ đơn gần đúng mới. Kích thước tổng thể của laser sợi quang Thunder 12 kW giảm 70% so với dòng Lightning, khiến nó trở thành laser sợi quang 12 kW nhỏ nhất trên thị trường.

Ngoài ra, công nghệ CTC cũng đảm bảo rằng laser công suất cao hơn có thể hoạt động ở nhiệt độ. BWT đã phá vỡ giới hạn công suất và đạt được đầu ra chất lượng chùm tia cao thông qua công nghệ kết hợp công suất và công nghệ đầu ra công suất cực cao, cuối cùng đạt được đầu ra ổn định là công suất cực cao 100 kW.

Từ sự phát triển của ngành công nghiệp xe năng lượng mới, khái niệm CTC đã dần dần kích hoạt những thay đổi công nghệ trong ngành công nghiệp xe năng lượng mới từ khi xuất hiện đến khi nâng cấp. Mặc dù công nghệ CTC trong lĩnh vực laser sợi quang vẫn chưa đạt đến mức độ phá vỡ sự công nhận của ngành, nhưng nó đã cải thiện đáng kể hiệu suất và độ ổn định của laser, mở rộng hiệu quả các kịch bản ứng dụng của laser. Chúng tôi có lý do để tin rằng sự phát triển và ứng dụng hơn nữa của công nghệ CTC trong tương lai sẽ mang lại triển vọng phát triển rộng hơn cho nhiều lĩnh vực ứng dụng tiềm năng hơn. 

Nguồn từ ofweek.com