Fraunhofer IIS автоматизує рентгенівський аналіз акумуляторів електромобілів
Зображення: Dekra
Інститут інтегральних схем Fraunhofer IIS у рамках проекту AIR (перевірка акумуляторів двигунів за допомогою рентгенової технології) розробив програмну бібліотеку для автоматизованої обробки 2D-рентгенівських знімків акумуляторів автомобілів. Метод, розроблений у Центрі розвитку рентгенової технології спільно з Університетом Мюнхена, призначений для оцінки механічної цілісності використаних або пошкоджених високовольтних акумуляторів без необхідності відкривати корпус акумулятора чи демонтувати його компоненти.
У досліджених до цього часу варіантах акумуляторів система автоматично виявляє круглі, призматичні та пакетні елементи, а також розпізнає геометричні аномалії, які можуть свідчити про зсуви, деформації чи набряк елементів.
Використані приводні акумулятори за наявності достатньої залишкової ємності та відповідного стану безпеки можуть знову використовуватися у стаціонарних системах другого життя, наприклад як домашні, проміжні чи мережеві акумулятори.
Система AIR розроблена як пристрій для променевої діагностики, при якому залежно від конфігурації перевірки через променевий канал проходить або блок батарей, або цілий транспортний засіб. Розроблений програмний забезпечення автоматично аналізує створювані під час цього процесу 2D-рентгенівські проекції. У використовуваному середовищі перевірки аналіз блоку батарей тривав приблизно п’ять хвилин, причому фактичний загальний час перевірки залежить, зокрема, від розміру батареї, конфігурації перевірки та кількості проекцій.
Кейс-стаді: VW ID.3 після лобового зіткнення
Ефективність системи AIR була досліджена у випадковій студії на автомобілі VW ID.3. Цей компактний електромобіль раніше проходив тест на зіткнення спереду в лабораторних умовах у DEKRA. Під час цього тесту ID.3 зі швидкістю 79 км/год врізався у задню частину стоячого VW Tiguan. Незважаючи на значні пошкодження в передній частині автомобіля, рентгенографічне дослідження високовольтної батареї, розташованої під кузовом, не виявило жодних структурних проблем, критичних для безпеки, які можна було б виявити за допомогою проаналізованих знімків.
Рентгенографічний аналіз дев’яти батарейних модулів показав рівномірно розташовану геометрію елементів. Межі елементів у досліджуваних рентгенівських проекціях проходили паралельно, перекриття чи випуклості не були виявлені. Програмне забезпечення для аналізу зображень автоматично визначило елементи типу Pouch та порівняло кривизну обраних їхніх країв. При цьому не було виявлено жодних критичних відхилень, які б вказували на структурні пошкодження.
Рентгенографічне дослідження доповнилося оцінкою ризиків згідно з принципами DEKRA, аналізом даних так званого запису подій, зчитуванням інформації з системи керування батареєю та іншими електричними перевірками. На основі загальної оцінки високовольтна батарея у цьому конкретному випадку була класифікована як маюча найнижчий рівень ризику EUCAR 0 та схвалена для подальшого використання.
Круглі елементи акумулятора: автоматичне виявлення суттєво деформованих батарей
Цей метод також було протестовано після аварії на акумуляторі для тяги з циліндричними круглими елементами. Система AIR проаналізувала рентгенівський знімок акумуляторної пакета та автоматично визначила положення окремих елементів. Результати показали ділянку, яка суттєво деформувалася внаслідок механічних навантажень. Порівняно з контрольним зразком елементи були помітно зсунуті. Автоматичний аналіз положення виявив відхилення та визначив уражену зону. Ознаки набряку елементів у досліджуваних рентгенівських проекціях не спостерігалося.
«Незважаючи на відсутність ознак набряку, подальше використання цієї акумуляторної батареї через чітко помітну механічну деформацію не рекомендується», — пояснюють експерти. «Цей результат підкреслює, що рентгенівський аналіз може автоматично виявляти пошкоджені ділянки, що допомагає у прийнятті рішень щодо подальшої діагностики, безпечного зберігання, транспортування чи утилізації».
За словами дослідників, результати проекту AIR можуть допомогти більш цілеспрямовано оцінювати вживані автомобільні акумулятори для застосувань у другому житті, а також сприяти ефективнішому поводженню з пошкодженими автомобілями та акумуляторами під час транспортування, зберігання чи подальшої діагностики. Ця технологія також може бути корисною для майбутніх концепцій перевірок у контексті повного огляду електромобілів. У майбутньому запланована система Giant-Eye-CT у центрі розробки рентгенотехнологій Fraunhofer IIS у Фюрті має розширити можливості для тривимірного аналізу цілих електромобілів.
Також цікаво
Про автора
Томас Лангенбухер — експерт з електромобільності, який має досвід роботи в автомобільній промисловості та фінансовому секторі. З 2011 року він пише на сайті ecomento.de про електромобілі, сталі технології та рішення в галузі мобільності. Дізнайтеся більше.
Інтеракція з читачами