弗劳恩霍夫研究所实现电动汽车电池的X射线分析自动化

弗劳恩霍夫IIS研究所开发了一款软件，可自动对全套电动汽车电池的X光图像进行检测，以识别机械方面的异常。该技术是在AIR研究项目中开发的，旨在补充传统的电池诊断方法，尤其是在事故车辆检测以及电池可能被二次利用之前，能够提供更多有用信息。

这款X光分析软件能够识别出位置偏移的圆形电池单元，并自动标出变形区域。

图片来源：弗劳恩霍夫IIS研究所

Fraunhofer IIS的X射线技术研发中心与慕尼黑大学共同开发出一种方法，无需打开电池外壳或拆解单个组件即可对整个高压电池进行检测。这种名为AIR系统（AIR即“利用X射线技术进行驱动电池检测”）的技术本身并非新事物：Fraunhofer早在2024年就推出了该检测技术，并已在100多辆私人电动汽车上进行了测试。此次的新进展在于开发出了一套软件库，能够自动分析生成的2D X射线图像。

据弗劳恩霍夫IIS称，该软件能够自动识别目前所研究的圆形电池、棱柱形电池以及软包电池中的问题。随后可检测出各种几何异常，这些异常可能表明电池存在位移、变形或膨胀现象。

该检测装置类似于清洗设备：位于车辆上方的X射线源会对车辆及底盘电池进行照射，下方的探测器则负责检测辐射。根据不同的检测需求，也可以仅对电池组进行检测。弗劳恩霍夫研究所此前表示，对整辆汽车进行扫描的检测时间约为十分钟。而根据该研究所的说法，在所使用的测试环境中，对电池组进行自动化检测的时间大约为五分钟。不过，总的检测时间还会受到电池组大小、检测装置以及所需投影次数的影响。

在用于评估二手电动汽车电池的方法中，除了X射线分析之外，还有多种技术可用于确定电池的电气与电化学状态，即健康状况（SoH）。Aviloo的最新研究显示了进行个性化检测的重要性：在50多万辆被检测的电动汽车中，即便属于同一型号且行驶里程相近的车辆，其健康状况也存在显著差异。

不过，健康状况指标并不能直接说明封闭式电池组内部的电芯和模块在机械上是否完好无损。老化、振动或事故都可能导致电池组内部出现位移和变形。而这正是AIR项目要解决的重点。

X射线分析为传统电池诊断提供补充

X光检测并非用于替代电池的电气测试。相反，这些图像旨在提供有关机械完整性的额外信息，从而成为更全面的状况与安全评估的一部分。例如，在决定是否要对故障电池进行进一步检测、运输、储存、再利用或处理时，这一信息就可能起到重要作用。

项目合作伙伴通过多辆汽车进行了相关研究，其中就包括一辆大众ID.3。在DEKRA的实验室环境中，该车辆以79公里/小时的速度正面撞击了一辆静止的大众Tiguan的尾部。据弗劳恩霍夫研究所称，尽管车辆前部出现了严重变形，但在对电池底部的X光投影进行分析后，并未发现任何可能影响安全的结构问题。

该软件能够自动定位九个电池模块中的软包电池，并对比选定电池边缘的弯曲程度等参数。据称，分析结果并未显示出现任何严重的偏差、重叠或凸起现象。

不过，电池的批准并非仅基于这些图像。此外还参考了依据DEKRA标准进行的危险性评估、事件数据记录器及电池管理系统的数据，以及其他的电气测试结果。综合这些评估后，该高压电池被归类为最低的危险等级0，并获得继续使用的许可。

对于另一款采用圆形电池的碰撞测试用电池，分析得出了不同的结果。软件检测到该电池有明显的变形现象，且电池单元的位置也相对于参考标准发生了偏移。虽然未发现电池单元膨胀的迹象，但由于存在机械变形，仍不建议继续使用该电池。

X射线技术也被用于其他场合的电池检测。例如，弗劳恩霍夫EMI研究所就研发出了一台高速X射线装置，能够通过该装置在负载测试和安全性测试期间观察大型电池单体内部的动态变化。据称，这样一台装置将于2028年安装在大众汽车旗下的电池子公司PowerCo位于萨尔茨吉特的工厂中。

在AIR技术框架下，除了事故车辆之外，或许还有其他应用场景值得关注。弗劳恩霍夫IIS指出，第二人生类应用便是可能的用途之一。对于未来电动汽车定期检测相关的测试方案，该机构也认为这项技术具有潜在应用价值。不过弗劳恩霍夫IIS尚未公布将其纳入常规定期检测流程的具体计划。从长远来看，位于菲尔特的X射线技术研发中心所规划的“巨眼”CT系统有望实现对整辆电动汽车的三维分析。