弗劳恩霍夫IIS实现电动汽车电池的X射线分析自动化

图片来源：Dekra

弗劳恩霍夫集成电路研究所IIS在AIR项目（利用X射线技术检测动力电池）中开发了一套软件库，用于自动分析车辆电池的2D X射线投影图像。该技术由X射线技术研发中心与慕尼黑大学共同开发，旨在无需打开电池外壳或拆卸任何组件即可评估已使用或发生故障的高压电池的机械完整性。

在目前已检测的电池类型中，该系统能够自动识别圆形电池、棱柱形电池以及软包电池，并检测出可能表明电池出现位移、变形或膨胀的几何异常。

只要剩余容量足够且安全状况良好，用过的动力电池仍可被用于各种固定式的二次利用场景，例如作为家庭储能、备用电源或电网储能装置。

除了通常通过健康状态来评估的电学和电化学状况外，对于再利用、运输或进一步诊断而言，机械完整性也同样重要。AIR系统的X光检测结果能够提供有关内部结构以及潜在结构异常的额外信息。不过研究人员指出，这些结果既不能替代电学检测，也不能取代针对具体案例的安全评估。

AIR系统被设计为射线穿透检测装置，根据不同的检测配置，可将电池组或整辆汽车置于射线路径中。所开发的软件能够自动分析由此产生的2D X光投影图像。在现有的检测环境中，对一个电池组进行图像分析大约需要五分钟，而实际的总检测时间则取决于电池大小、检测配置以及投影数量等因素。

案例研究：大众ID.3发生正面碰撞后的检测

在一项针对大众ID.3的案例研究中，对AIR系统的性能进行了测试。这辆紧凑型电动车此前已在DEKRA的实验室环境中接受了正面碰撞测试，当时ID.3以79公里/小时的速度撞上了停在那里的大众Tiguan的尾部。尽管车辆前部出现了严重的变形损伤，但对底盘内高压电池进行的X光检查并未发现任何在分析结果中可见的、可能影响安全的结构问题。

对九个电池模块的X光分析显示，其电池单元的几何结构分布均匀。在所检测的X光投影中，电池单元边界呈平行状态，未发现重叠或凸起现象。图像分析软件自动定位了这些 pouch 电池单元，并对比了选定电池边缘的曲率，结果未出现任何表明存在结构损伤的异常情况。

除X光检测外，还依据DEKRA标准进行了风险评估，分析了所谓事件数据记录器中的数据，读取了电池管理系统信息，并进行了其他电气测试。综合所有评估结果，该高压电池在本次检测中被归类为最低风险等级0的EUCAR级别，因此被允许继续使用。

圆形电池：自动识别严重变形的电池

即便在采用圆柱形圆形电池的牵引电池上，该技术也在碰撞后进行了测试。AIR系统分析了电池组的X光俯视图，并自动确定了各个电池的位置。分析结果显示，由于机械应力作用，有一处区域出现了明显变形。与参考样本相比，这些电池出现了明显的位移。自动位置分析功能能够捕捉到这些偏差，并标出受影响的区域。在所检测的X光图像中并未发现电池膨胀的迹象。

专家们表示：“尽管没有出现膨胀的迹象，但由于存在明显的机械变形，不建议继续使用该牵引电池。这一发现表明，X光分析能够自动识别受损区域，从而为进一步的诊断、安全储存、运输或处理提供依据。”

据研究人员称，AIR项目的成果有助于更精准地评估二手汽车电池在二次利用方面的适用性，并为运输、储存或进一步诊断过程中处理事故车辆及电池提供支持。该技术还可能对未来电动汽车定期检测的相关方案具有应用价值。从长远来看，计划安装在弗尔特市弗劳恩霍夫IIS射线技术研发中心的“巨眼”CT系统将进一步提升对整辆电动汽车进行三维分析的能力。

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关于作者

托马斯·朗根布歇是电动汽车领域的专家，曾在汽车工业和金融行业工作。自2011年起，他在ecomento.de网站上撰写关于电动汽车、可持续技术以及出行解决方案的文章。了解更多信息。

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