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Gocator 3D智能传感技术助力动力电池质量检测

2020年08月24日



 
动力电池的生产制造主要分为电芯生产和模组组装Pack两部分,其中电芯生产段,又分为电极制作的搅拌涂布段、电芯合成的卷绕注液段,以及化成封装的包装检测段等几个工艺流程。Gocator和FocalSpec产品被应用在电池检测的不同工艺阶段,致力于提供一站式的3D视觉解决方案。

首先将介绍在工艺中的Gocator 3D传感器的部分典型应用。

极片检测

[01] 极片涂布厚度及缺陷检测
搅拌后的浆料均匀涂覆在金属箔片上(正极涂在铝箔上、负极涂在铜箔上)随后通过辊压机以提高能量密度,对主要应用在涂布机和辊轧机上的极片进行检测,过程中需要检测涂层的宽度、厚度、缺陷(露箔/划痕/气泡/凹坑/颗粒)等。


Gocator® 对铝箔或者铜箔上的涂层进行精确测量
 
[02] 极片边缘轮廓测量以及极耳间距测量
为确保极片边缘的轮廓和极片上极耳的距离均在正确的尺寸公差范围内,应用Gocator® 3D智能传感器对涂层的边缘进行高速轮廓分析,并对极耳之间的距离进行扫描和测量,保证其符合要求。


Gocator® 对涂层的边缘进行高速轮廓分析


Gocator® 扫描并测量极耳的间距
 
电芯堆叠校正和焊接检测

[01] 电芯堆叠校正检测
将电池的正极和负极极片卷绕或者堆叠,然后将堆叠的电芯放置在盖板内进行焊接密封。对于使用叠片工艺的电芯,Gocator®可用于扫描电芯极片并校正以进行正确地堆叠。


Gocator® 对电芯极片进行堆叠校正检测
  
[02] 顶盖焊接前后检测
通过Gocator®内置位置检测工具确认电芯壳体的焊接位置,提取电芯壳体四面焊道,判断焊接质量。在焊接前检测顶盖和壳体之间的间隙和高度差,在焊接后检测焊接质量,同时可以用3D传感器对焊接进行高精度实时引导。


电芯壳体焊接位置检测

电芯焊缝质量检测是Gocator®扫描焊缝,通过内置高度检测工具获取正确的高度值,并且基于Blob分析来检测焊接质量是否合格(例如,断焊或爆点)。


电芯焊缝质量检测
 
电池表面检测

[01] 软包电池
软包电池表面检测指检测电池的外观尺寸、平面度和潜在缺陷检测,例如尺寸超差、裂纹、边缘断裂等。


Gocator®检测软包电池表面
 
[02] 圆柱电池
除扫描电池的平整表面之外,通过Gocator® 单传感器和多传感器设置,还可以扫描及检测圆柱电池。Gocator采用蓝色激光,较短波长的蓝光可在高反光的电池表面(如抛光金属)上生成更高质量的扫描3D数据(例如:噪音减少)。

Gocator® 可对表面缺陷进行扫描、定位并进行OK/NG判断,例如凹痕、划痕和污渍。


表面缺陷检测

智能3D传感器为电池密封提供强大的缺陷检测,可识别沟槽、倾斜、高度不均匀等等。


密封缺陷检测

接下来将介绍Gocator 三维智能传感器应用于动力电池后段工艺以及模组组装的几个典型应用,近距离了解强大的Gocator一体式3D视觉解决方案如何助力动力电池检测。

电芯外观检测

[01] 电芯外观检测
化成分容后需要对电芯进行等离子清洗,然后对电芯外观进行检测,包括各种尺寸以及电芯棱、角、面的缺陷检测。




 
[02] 电芯保护膜外观检测
电芯生产完成后表面通常要包裹一层保护膜,主要对电池起到保护作用,需要对保护膜缺陷进行检测,包括气泡、破损、划痕和褶皱等。



 
 
电芯/模组组装检测

此工艺是将多个电芯堆叠一起成为模组,模组再组合起来成为汽车动力电池包。多个电芯的极柱通过Busbar焊接串联,引出电流。

[01] 焊缝缺陷检测
Gocator® 扫描并识别焊缝缺陷,例如断焊、焊偏、下塌、裂缝、气孔、焊渣残留或变色等等。




 
[02] 模组侧焊缝检测
Gocator® 在扫描高反光材料表面比如模组侧边焊缝时,也能够生成精确的3D数据。当一个模组装满后会装配侧板并压紧,由焊接设备对模组侧板连接处进行焊接,焊接完成后需要对焊缝进行检测,确认是否有断焊/爆焊等缺陷。 


 
汇流排(BusBar)焊接质量检测

模组内部各电芯普遍采用汇流排(BusBar)进行电连接以完成各电芯之间的串并联关系,一般采用激光焊接,并严格要求BusBar与极柱之间的缝隙,此工艺需要对Busbar的焊接质量以及Busbar与极柱的高度差进行检测。


 
模组顶盖/底板涂胶检测

组装好的模组需要安装顶盖和底板,此工艺通过胶水固定,过程中需要对胶的高度、宽度、连续性进行监控,以确保粘合牢固。


 
最后一部分将着重介绍FocalSpec 3D线共焦传感器在动力电池制作工艺以及模组组装和PACK工艺中的典型应用。

分切工艺中的毛刺检测

涂布/辊压后需要对极片进行分切工艺处理。分切工艺分为分条(对应卷绕机)和模切(对应叠片机)两种,如若分切过程中产生毛刺则后续装配、注液等工艺、甚至是电池使用过程中会出现安全隐患,所以毛刺检测至关重要。


 
注液口密封钉焊接检测

电芯注液后需要用胶塞将注液孔堵住,并用激光将密封钉焊接好。我们将用LCI产品检测密封钉焊后缺陷,包括爆点、密封钉歪斜以及焊偏等。


 
电芯防爆阀检测

动力电池电芯上通常设计有防爆阀,在压力过高时能够及时被破坏,释放电池内部的压力,防止热失控中电池发生爆炸。我们需要对防爆阀的透明贴片和铝箔缺陷进行检测,包括缺失、破损和凹凸等。


 
电芯端面涂胶检测

将电芯和模组支架、底壳等部件等离子清洗后涂胶和叠装,然后进行固化。在涂胶过程中,对透明胶水的长度、宽度以及厚度进行检测。


 
AHTE 2019的展会现场,LMI TechnologiesGocator 2520,Gocator 3210多传感器网络,G2400系列+G3210+UR 机械臂,G3系列+Yaskawa Robot等展品亮相展会现场,带来了从汽车小部件检测到柔性机器人量测,以及专属的非接触式三维检测汽车内燃机等不同的汽车行业应用方案。

AMTS 2021-质量控制与测试工程馆全新出发,重点关注机加生产线质量控制、四大工艺生产线线上质量控制、动力系统及整车测试、零部件性能测试、前端材料性能测试、汽车开发阶段测试等。AMTS 2021质量控制与测试工程馆,将与行业头部企业及用户需求紧密结合,为产业发展带来促进。

AMTS & AHTE作为汽车工程行业盛会和自动化生产装配行业盛会,将于2020年10月14-16日重庆举办,双展联动,打造西南地区汽车工程行业及装配集成解决方案一站式展示平台为我国西南地区汽车制造相关系统集成商、一二级供应商、整车及零部件制造企业搭建高效的技术与商务交流平台。AMTS & AHTE 重庆站将延续传统的“展+会”的联动方式,探讨动力总成领域行业解决方案。
 
来源:乐姆迈LMI

展会预告:

AMTS 重庆站 2020.10.14-16,重庆
AMTS 上海站 2021.7.7-10,上海
AMTS 巴西站 2021.8.31-9.2,巴西圣保罗

 

参展咨询:
电话:86-21-6468 1300/6468 1550
邮箱:amts@reedhengjin.com

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电话:86-21-2231 7397
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