Czym są systemy wizyjne?

Dzisiejszy rynek automotive to dynamicznie zmiany. Producenci samochodów są mocno ukierunkowani w stronę rozwijania elektromobilności, a widok „elektryka” na drodze już nikogo nie dziwi. Bez wątpienia jedną z najważniejszych części auta elektrycznego jest jego bateria – to ona magazynuje energię, dzięki której pojazd można wprowadzić w ruch. Zanim jednak bateria znajdzie się w Twoim samochodzie, musi przejść wcześniej przez dość skomplikowany i wymagający proces produkcyjny.

SPIS TREŚCI

1. Jakie baterie montuje się w samochodach elektrycznych?
2. Wytrzymałość baterii
3. Proces produkcji baterii litowo-jonowych
4. Wnioski

Rodzaje akumulatorów

Jednak najpierw kilka słów teorii. Obecnie najpopularniejszym wyborem w pojazdach elektrycznych są baterie litowo-jonowe, ze względu na to, że pozwalają na pokonanie większej liczby kilometrów na jednym ładowaniu w porównaniu z innymi rodzajami akumulatorów. Tego typu baterie są złożone z dowolnej ilości ogniw połączonych ze sobą szeregowo w tzw. moduły. Pojedyncze człony, czyli ogniwa baterii magazynują energię i składają się z separatora oraz dwóch elektrod (dodatniej i ujemnej) oddzielonych od siebie elektrolitem. Mogą przyjmować kształt cylindryczny lub bardziej płaską formę.

Trwalosc_baterii_pojazdy_elektryczne

Aby bateria służyła nam jak najdłużej, bardzo ważny jest proces, podczas którego jest wytwarzana i składana w całość. Musimy być pewni, że wymiary każdej części oraz całych podzespołów mieszczą się w wyznaczonych granicach tolerancji, a końcowy produkt jest wykonany w taki sposób, by był całkowicie bezpieczny i osiągał maksymalny czas cyklu pracy.

Trwalosc_baterii_pojazdy_elektryczne

Mogą w tym nas wspomóc systemy wizyjne, które coraz częściej są wykorzystywane podczas różnych etapów produkcji baterii do pojazdów elektrycznych.

Etapy produkcji baterii do pojazdów elektrycznych

1. Konstrukcja i kontrola pojedynczego ogniwa

Dużym wyzwaniem przy konstruowaniu ogniwa jest odpowiednie złożenie wszystkich materiałów w całość tak, aby elektrolit był równomiernie pokryty na powierzchniach folii miedzianych i aluminiowych w celu ułatwienia przepływu prądu. Co więcej, folie nie powinny się ze sobą stykać, dlatego też powierzchnia metalu, separator i powłoka muszą być sprawdzane pod kątem ewentualnych wad powierzchni lub krawędzi, a także jednolitego kształtu i jednolitej grubości.

Wykorzystanie w tym celu systemu wizyjnego, a dokładniej mówiąc skanera 3D, zapewnia dokładny pomiar szerokości wymiarów separatora i elektrody. Umożliwia także szybkie wyznaczanie profilu krawędzi powlekanych arkuszy elektrod. Skaner może też mierzyć odległości między zakładkami na arkuszu ogniwa aby upewnić się, że wymagane tolerancje wymiarów są zawsze zachowane.

• Montaż ogniw

Podczas montażu ogniw, separator i elektroda są ze sobą łączone, a połączone ogniwo (wraz z anodą i katodą) jest zwijane, rolowane lub układane w stosy. Ogniwa ułożone w stos są następnie umieszczane w metalowej obudowie i uszczelniane przez zgrzewanie.

W tym przypadku system wizyjny może służyć do skanowania arkuszy ogniw i sprawdzania, czy są one prawidłowo ułożone w stos. Dzięki wbudowanym narzędziom do wykrywania pozycji danych elementów, skaner jest w stanie sprawdzić również prawidłową pozycję wykonanej spoiny. Zanim jednak proces spawania nastąpi, urządzenie może także sprawdzić powierzchnię, a następnie dokonać pomiaru szczeliny pomiędzy ogniwem akumulatora a jego metalową obudową. To też doskonałe narzędzie do kontroli jakości wykonanych spoin. Sprawdza je pod kątem prawidłowej wysokości oraz różnego rodzaju pęknięć i nadlewów.

• Kontrola jakości powierzchni ogniwa

Po dokonaniu montażu ogniwa baterii są dogłębnie sprawdzane pod kątem jakości powierzchni, stopnia płaskości i jej potencjalnych uszkodzeń, takich jak pęknięcia czy wady krawędzi. W przypadku baterii cylindrycznych dokonuje także ich kontroli jakości pod kątem ich wgnieceń, zarysowań i zabrudzeń. Istotne jest również sprawdzenie uszczelnienia akumulatora, którego uszkodzenie może być skutecznie wykryte przez skaner wizyjny.

• Łączenie ogniw w moduły

Na tym etapie ogniwa łączy się w moduły zawierające od kilku do kilkunastu ogniw połączonych szeregowo. Moduły są ze sobą spawane, tworząc razem zestawy akumulatorów. Zarówno na etapie powstawania modułów jak i całych zestawów wszystkie komponenty muszą być sprawdzone pod kątem poprawności montażu i jakości końcowych spoin.

System wizyjny w postaci skanera laserowego sprawdza się do tego doskonale, ponieważ radzi sobie z powierzchniami mocno odbijającymi światło, takimi jakimi są właśnie spoiny. Szybko identyfikuje ich wady, takie jak pęknięcia, nadlewy, przesunięcia czy otwory powietrzne. „Zauważa” również nadmierne zmiany chropowatości powierzchni spoiny oraz jej odbarwienia.

• Końcowa instalacja baterii

Baterie są montowane w samochodach w taki sposób, aby były jak najmniej narażone na uszkodzenia. W pojazdach elektrycznych zazwyczaj pod płytą podłogową znajduje się płyta, do której przyklejany jest moduł akumulatora litowo – jonowego. Nakładanie warstwy kleju w tym obszarze również musi być ściśle kontrolowane zarówno pod kątem poprawności wymiarów jak i jakości powierzchni klejenia.

Na tym etapie kontrola z wykorzystaniem systemów wizyjnych umożliwia wykonywanie pomiarów szerokości, wysokości, przesunięcia oraz kontrolę ciągłości w określonych punktach wzdłuż ścieżki klejenia.

Podsumowanie

Trendy na rynku baterii do samochodów elektrycznych ciągle się zmieniają. I mimo że producenci samochodów elektrycznych prześcigają się w koncepcjach na nowe baterie, to jedno jest pewne. Niezależnie od ich właściwości, takich jak pojemność, rodzaj ogniwa czy elektrolitu, to najważniejsze jest otrzymanie dobrze wykonanego i w pełni sprawnego produktu.  Zoptymalizowana kontrola jakości z wykorzystaniem systemów wizyjnych pozwala na szybkie wykrycie wadliwego surowca, a tym samym obniża koszty i zwiększa bezpieczeństwo oraz trwałość akumulatora.