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X光片可以显示电动汽车电池在事故后出现了什么问题。

X光片可以显示电动汽车电池在事故后出现了什么问题。

德国弗劳恩霍夫研究所开发的一种新系统无需拆解即可分析电动汽车电池的内部结构。该技术已在多辆事故车辆上进行了测试,其中包括一辆大众ID.3,测试结果为电池的维修与再利用带来了新的可能。

当电动汽车发生事故时,一个重要的疑问就是其电池的状况如何。虽然表面上看似乎没有损坏,但严重的撞击仍可能导致内部变形,而这些变形从外部是难以察觉的。要检查这一点并不总是容易的,尤其是对于那些安装在车辆底部、并被金属外壳保护的超大容量电池而言。

迄今为止,要判断受损电池是否仍可继续使用,需要结合多种测试方法,在某些情况下还需拆解电池组件以查看其内部结构。但德国正在开展的一个项目或许能极大简化这一工作,让技术人员通过X射线观察电池内部,自动检测潜在的结构损伤。

这项技术是由弗劳恩霍夫集成电路研究所(IIS)与慕尼黑应用科学大学在AIR项目中共同开发的。其目标是提供一种工具,用于评估无论是事故车辆中的电池,还是可被重新利用的其他用途的电池的机械状态。

该系统使用二维X光图像,随后通过专为这项任务开发的计算机程序对其进行分析。该程序能够自动识别电池的各个电芯,无论其为圆柱形、棱柱形还是袋式结构,并检测是否存在可能表明内部受损的位移、变形或膨胀现象。

有趣的是,无需打开电池或拆解其组件。根据所使用的设备,可直接对电池组甚至整辆汽车进行检测,只需将整个装置放入X光系统中即可。

根据研究人员的测试,图像分析过程大约在五分钟内即可完成。这里指的是评估电池X光片所需的时间,而非整个检查的时长,后者取决于电池组的大小以及所需的图像数量。

一辆发生事故的大众ID.3展示了该系统的潜力

X光片显示了汽车事故后电池的状况

该项目中最有趣的测试之一是以一辆大众ID.3为试验对象,这辆车此前曾参与过DEKRA进行的碰撞测试。这辆德国电动汽车以79公里/小时的速度撞击了一辆静止的大众途观的后部,导致其前部结构严重受损。

这次事故让研究人员得以查看安装在车厢地板下的电池在碰撞中受到了多大的影响。而这时,这项研究也出现了其中一个意外结果。

尽管车身的外观损伤十分严重,但X光检查并未发现电池存在任何严重的结构异常。对其九个电芯的分析显示,这些电芯的排列十分整齐,在检查图像中未见任何位移、凸起或明显的变形。

该软件自动识别出了该电池中使用的袋式电芯,并通过比较其边缘的曲率来检测潜在的异常。测试结果并未显示出表明内部结构受损的严重偏差。

但研究人员并未仅限于X光检查。他们还分析了事故发生时记录的数据,查看了电池管理系统中存储的信息,并按照DEKRA的安全规程进行了多项电气测试。

综合这些信息后,大众ID.3的电池被评定为EUCAR 0风险等级,这是该评估标准中的最低级别,因此获得了继续使用的许可。

一张X光片揭示了汽车事故后电池的状况

需要强调的是,这一结论仅适用于所测试的特定单元。这并不意味着所有ID.3的电池都能在遭遇类似事故时毫发无损,因为实际结果取决于诸多因素,如撞击方向、结构变形程度以及传递到电池组的力。

研究人员还用一个曾发生过事故的圆柱形电芯电池组对该系统进行了测试。在这种情况下,X光片显示出了截然不同的状况。

该程序自动检测出了电芯的位置,并发现电池组的部分区域存在严重变形。通过将图像与参考图进行对比,确认有多个电芯发生了位移。

尽管没有发现膨胀的迹象,但研究人员仍得出结论:由于检测到了机械损伤,该电池不应再被使用。这表明,仅通过检查电池是否仍保持其容量或表面上看似正常运行,并不足以确保其可以安全地继续使用。

这项技术在二手电池市场及电池再利用领域也可能具有重要的应用价值。目前,判断电池状态的主要指标之一是SOH值,它可用于估算电池相对于刚出厂时的剩余容量。

然而,这一数据并不一定能够反映电池内部可能存在的物理损伤。一个电池即便仍保持较高的容量,也可能存在会导致其不宜再被使用的变形情况。

Fraunhofer开发的该系统能够通过机械完整性评估来补充电气测试。这有助于识别那些适合再次用作固定储能系统的电池,无论是在住宅、工业设施还是电网中。

对于需要决定如何处理事故车辆中的电池的运输公司、保险公司、维修厂和回收中心而言,这一系统也尤为有用。更精确的评估能够帮助判断哪些电池可以重新使用,哪些需要进一步测试,以及哪些必须彻底报废。

不过,研究人员坚持认为,X光检查无法替代电气检测或个体安全评估。它只是一种辅助工具,能够提供有关内部组件物理状态的信息。

展望未来,弗劳恩霍夫研究所正在通过“Giant-Eye-CT”项目拓展这些功能,这是一种计算机断层扫描系统,能够生成完整电动汽车的三维图像。这一进展有望提供更高的细节水平,并便于识别那些用传统X光难以发现的损伤。

尽管这项技术仍处于发展阶段,但其潜在应用十分广泛。从提升事故电动车的估值,到帮助回收那些仍具有多年使用寿命的电池。更重要的是,它可以避免因难以查明电池内部状况而使其过早被送入回收流程。