Батареи для электромобилей: взгляд в будущее с помощью 3D сканирования

Электромобили становятся ключевым инструментом в борьбе за чистый воздух, благодаря своей способности к минимальным или полностью отсутствующим выбросам вредных веществ во время эксплуатации.

В отличие от традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, которые загрязняют атмосферу, электромобили помогают уменьшить загрязнение воздуха и смягчить изменение климата.

Этот переход от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания к электромобилям ставит перед нами уникальные задачи, обусловленные фундаментальными различиями в этих двух типах энергосистем.

Поэтому крайне важно обеспечить высокое качество батарейных систем, поскольку производители и поставщики активно развивают исследования, разработку и производство в сфере электромобилей.

Аккумуляторы в электромобилях представляют собой перезаряжаемые системы хранения энергии, которые питают электрические двигатели в батарейных автомобилях.

Эти аккумуляторы обычно используют литий-ионную технологию и спроектированы для высокого соотношения мощности к массе и энергетической плотности, что способствует общей производительности транспортного средства.

Батарейные Блоки Электромобилей состоят из нескольких важных компонентов, включая батарейные модули, системы терморегулирования, системы управления батареей (BMS), электрические соединители и структурные элементы.

Среди них структурные элементы, такие как батарейный каркас, верхняя крышка и лоток батарейного блока, играют ключевую роль.

Они являются основой для батарейного блока, обеспечивая его безопасность и структурную надежность.

По мере роста спроса на электромобили, тщательный контроль качества и инспекция этих компонентов становятся важными для обеспечения оптимальной производительности и безопасности на дороге.

Применение 3D-Сканеров для создания батарей электромобилей

Батарейный Каркас

Батарейный каркас является ключевым структурным компонентом, который вмещает батарейные модули и соответствующие системы поддержки. Правильное согласование и выравнивание играют важную роль в предотвращении проблем с сборкой, электрическими нарушениями и тепловыми проблемами.

Он включает в себя несколько структурных компонентов, таких как боковые рельсы и поперечные балки. Основные точки измерения включают позиции отверстий для установки, места сварки и прочие размеры и точности позиционирования.

Батарейные каркасы обычно крупные и производятся в жестких условиях производства. Традиционные методы могут быть медленными и не всегда обеспечивать полное охватывание детали в одном положении.

Для таких задач требуются портативные 3D-лазерные сканеры, устойчивые к вибрациям и колебаниям температуры.

Портативный 3D-сканер KSCAN-Magic позволяет проводить сканирование на месте и получать точные измерительные данные. Он работает намного быстрее, чем традиционные методы, с частотой сканирования до 4,15 миллиона измерений в секунду.
Крышка и лоток аккумуляторной батареи играют ключевую роль из-за их большого размера и строгих стандартов качества, необходимых для обеспечения надежного уплотнения и правильной сборки батареи.

Чтобы минимизировать потенциальные риски безопасности, необходимо проводить тщательную инспекцию профиля, плоскости, параллельности и размеров.

Особое внимание следует уделить тому, что ширина лотка и крышки обычно превышает 1,6 метра, что усложняет точные измерения с использованием традиционных методов.

Оптическая система 3D-измерений TrackScan-Sharp от Scantech обеспечивает широкие возможности измерений до 49 м3, что позволяет работать с крупными деталями.

Это означает, что система 3D-измерений способна захватывать большой объем данных в одном положении, что сокращает время инспекции. Благодаря этому, нет необходимости часто перемещать трекеры. Кроме того, сканер быстро захватывает детали и получает точные 3D-данные.

Для обеспечения качества сборки производители также проводят инспекцию и анализ деформаций лотков и крышек до и после сборки.

Отверстия в лотке батареи требуют особого внимания. Основное внимание уделяется позициям и диаметрам отверстий различных размеров и типов.

Оптическая система 3D-измерений TrackScan-Sharp обеспечивает точную и эффективную инспекцию отверстий, исключая возможность появления теней. Она использует высокоточные методы измерений серого цвета.

Система гарантирует точные и повторяемые результаты, включая информацию о позиции и диаметре отверстий, а также захватывает важные 3D-данные о позициях, диаметрах и расстояниях между отверстиями.

Для оценки позиционной точности резьбовых отверстий используются специализированные высокоточные резьбовые вспомогательные столбики, которые могут адаптироваться к различным размерам резьбовых отверстий (например, M5, M8 и M10), обеспечивая получение точных данных для резьбовых отверстий.

Если требования к точности не настолько строги, можно воспользоваться 3D-сканером для сканирования позиции отверстия и внешней поверхности цилиндра, чтобы получить точность позиционирования резьбовых отверстий.

Система управления батареей (BMS)

Система управления и контроля батарейных ячеек является ключевым компонентом батареи и требует точной установки.

Во время установки можно использовать зонд для обнаружения и анализа, чтобы гарантировать его точность после установки.

Процесс 3D-сканирования

Сначала прикрепляем маркеры к детали. При использовании оптической системы 3D-измерений маркеры не требуются.

Затем проводим бесконтактное 3D-лазерное сканирование всей тестируемой детали.

Получаем и обрабатываем 3D-данные детали в 3D-программном обеспечении.

Наконец, сравниваем эти данные с стандартной CAD-моделью для выявления отклонений размеров в каждой позиции.

Этот процесс позволяет получать точные данные быстрее и повышает эффективность инспекции.

Преимущества 3D-лазерного сканирования

Высокая точность

3D-сканеры обеспечивают детальные данные о сложных структурах батарей электромобилей, гарантируя их безопасность, надежность и максимальную производительность на протяжении всего срока службы.

С уровнем точности до 0,020 мм эти методы измерения играют важную роль в поддержании высокого качества оценки батарей.

Эффективность

Благодаря простоте использования и быстрой скорости измерений 3D-сканеры позволяют проводить измерения батарей с высокой эффективностью.

Способность быстро захватывать детальные 3D-данные обеспечивает точные оценки компонентов батарей, включая их форму, размеры и потенциальные дефекты.

В исследованиях и разработках, производстве или контроле качества 3D-сканирование оптимизирует процесс измерений батарей, повышая точность и производительность.

Полное 3D-сканирование

3D-сканирование обеспечивает всестороннее измерение для создания цифровой копии компонентов, гарантируя, что каждая деталь учитывается без пропусков.

Этот метод предоставляет полное и точное представление о детали, что упрощает анализ и контроль качества.

Комплексные данные

Эти 3D-данные могут быть сохранены для дальнейшего анализа, обеспечивая полное представление о состоянии детали и позволяя инженерам тщательно проверить ее качество. Кроме того, они могут использоваться для определения геометрических характеристик детали.

Наши предыдущие статьи: 

 

Ортезы с персонализированным дизайном: цвета и совместимость с кожей

Как 3D принтеры используются в автомобильной промышленности?

Revopoint MIRACO: Революция в 3D-сканировании на выставке Formnext 2023!