Evident LogoOlympus Logo
洞见博客

Zajrzeć do środka: zastosowanie techniki Phased Array do kontroli połączeń klejonych w akumulatorach pojazdów elektrycznych

作者  -
samochód elektryczny w trakcie ładowania

Akumulatory trakcyjne są newralgicznymi podzespołami pojazdów elektrycznych (EV) i pojazdów z napędem hybrydowym typu plug-in — zaliczanych do pojazdów zasilanych z nowych źródeł energii (NEV). Pojemność akumulatora wpływa na zasięg pojazdu oraz koszt jego wytworzenia. Z kolei od jakości akumulatora zależy jego pojemność, ale również trwałość użytkowa pojazdu, bezpieczeństwo eksploatacji i przyspieszenie. W ślad za koniecznością zapewnienia należytej jakości akumulatorów idzie zapotrzebowanie na coraz lepsze przyrządy i metody do kontroli tych podzespołów.

Anatomia akumulatora trakcyjnego pojazdu elektrycznego lub hybrydowego

Zewnętrzna obudowa akumulatora, wykonana zwykle ze stopu aluminium, jest od wewnątrz wyłożona warstwą kompozytu. Ta wewnętrzna wykładzina obudowy może mieć różny skład — może na przykład zawierać korund ceramiczny, włókna aramidowe (włókna poliamidów aromatycznych), boehmit lub polifluorek winylidenu (PVDF). Ma dwa główne zadania: izoluje i stanowi powierzchnię, na którą aplikuje się klej mocujący właściwy akumulator wewnątrz obudowy. Jest to zwykle akumulator litowo-żelazowo-fosforanowy (LFP) lub trójskładnikowy akumulator litowo-polimerowy (LiPo). Jeśli połączenie klejone nie będzie wystarczająco wytrzymałe, akumulator może przemieścić się w obudowie i działać nieprawidłowo. Kontrola połączenia klejonego między powłoką obudowy, a właściwym akumulatorem jest ważnym etapem zapewniania jakości.

Sprawdzanie połączenia klejonego poprzez badanie ultradźwiękowe Phased Array (PAUT)

Defektoskop OmniScan™ X3 typu Phased Array (PA) można z powodzeniem stosować do kontroli powłoki i kleju wewnątrz akumulatora, ponieważ generuje on szczegółowe obrazy struktury wewnętrznej badanej próbki. Udostępnia producentom samochodów nieniszczącą metodę potwierdzania jakości akumulatora.Głowica Phased Array zawiera liczne elementy emitujące fale ultradźwiękowe, które są aktywowane sekwencyjnie i elektronicznie ogniskowane w materiale, co pozwala na detekcję pod wieloma kątami oraz uzyskiwanie wiarygodnych, dokładnych wyników pomiaru.

Defektoskop OmniScan X3 typu Phased Array generuje łatwe w interpretacji C-skany akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych (LFP) i trójskładnikowych akumulatorów litowo-polimerowych (LiPo) stosowanych w samochodach

Defektoskop Olympus OmniScan X3 typu Phased Array

Badanie PAUT jednoznacznie wykazuje brak kleju

Podłużne fale akustyczne przechodzą przez aluminium, powłokę kompozytową i warstwę kleju. Impedancja akustyczna powietrza jest wyższa od impedancji akustycznej kleju, dlatego fala odbita od granicy powłoka-powietrze ma większą energię niż fala odbita od granicy powłoka-klej. Utrata części energii następuje także podczas przejścia wiązki przez klej. Oznacza to, że wysokość fali na A-skanie znacząco różni się w zależności od tego, czy kleju jest wystarczająco dużo, czy też w ogóle go nie ma. W ten sposób inspektor może jednoznacznie stwierdzić, czy obudowa jest dobrze sklejona z zawartością.

Stanowisko do badań, metoda skanowania i wyposażenie

Wspólnie z kolegami przeprowadziliśmy eksperyment na próbce, stosując technikę skanowania liniowego Phased Array w trybie impuls-echo. Poniżej znajduje się schemat naszego stanowiska do badań:

Konfiguracja stanowiska z głowicą Phased Array i klinem do badań próbki techniką skanowania liniowego impuls-echo.

Obudowa akumulatora musi być lekka, dlatego badana ścianka ma zaledwie 1,5 mm grubości, a powłoka — tylko 0,1 mm.

W naszej próbie zastosowaliśmy głowicę Phased Array Olympus 5L64 NW1 i klin SNW1-0L.

Standardowa głowica Phased Array Olympus, matryca liniowa 5 MHz, 64 elementy, całkowita apertura aktywna 64x7 mm, podziałka 1,00 mm, wymiar w osi pasywnej (wysokość) 7 mm, obudowa typu NW1

5L64 NW1 5 MHz, 64-elementowa standardowa głowica Phased Array z matrycą liniową

Standardowy klin do głowic Phased Array w obudowie NW1, skan normalny, fala podłużna 0 stopni z opcją WP5 (irygacja, otwory i komora wodna 0,005 cala bez węglików).

Klin SNW1-0L z falą podłużną 0°

Po ustawieniu parametrów przyrządu i przeskanowaniu próbki wyraźnie widzimy na C-skanie, czy klej jest obecny, czy go nie ma.

Próbka do kontroli metodą PA kleju po wewnętrznej stronie obudowy akumulatora trakcyjnego nowego pojazdu NEV (elektrycznego)

Klej na próbce powłoki kompozytowej

A-skan, C-skan i S-skan z defektoskopu Olympus OmniScan X3 typu Phased Array, badanie wewnętrznej strony obudowy akumulatora pojazdu elektrycznego (EV)

Wyniki zobrazowań skanów A-C-S

Kontrola połączeń klejonych z zastosowaniem techniki PAUT zwiększa efektywność produkcji w przemyśle motoryzacyjnym

Porównanie C-skanu i rzeczywistego badanego przedmiotu uświadamia, jak jednoznaczne i intuicyjne są wyniki badania metodą Phased Array. Łatwość przygotowania i przeprowadzenia badania oraz analizy jego wyników przekłada się na wysoką efektywność weryfikacji — co przemawia za stosowaniem techniki PAUT do kontroli połączeń klejonych na powłokach we wnętrzu akumulatorów trakcyjnych do pojazdów elektrycznych i hybrydowych.

Powiązane treści

Ultradźwiękowa kontrola połączeń klejowych w przemyśle motoryzacyjnym

Rola ręcznych analizatorów XRF w łańcuchu dostaw akumulatorów litowo-jonowych o dużej mocy

Analiza zanieczyszczeń metali w samochodowych akumulatorach litowo-jonowych za pomocą systemu kontroli czystości technicznej OLYMPUS CIX100

Product Application Specialist, Nondestructive Testing

Harry joined Olympus in 2015 and is based in our Beijing office. He works with our sales and application teams to help improve the application of NDT products. He also uses his expertise to provide support to customers, both prior to and post-purchase, for our advanced phased array instruments, portable NDT instruments, and system integration services.

二月 1, 2021
Sorry, this page is not available in your country
InSight Blog Sign-up
Sorry, this page is not available in your country
Let us know what you're looking for by filling out the form below.
Sorry, this page is not available in your country