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Ispezione dei collegamenti delle batterie dei veicoli elettrici mediante termografia

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La termografia consente di controllare la presenza di surriscaldamenti anomali nei collegamenti accessibili delle batterie dei veicoli elettrici durante i test di fine linea (EOL). Nel corso di un test elettrico prestabilito, un collegamento che presenta una risposta termica anomala può mostrare un andamento della temperatura superficiale diverso da

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La termografia consente di controllare la presenza di surriscaldamenti anomali nei collegamenti accessibili delle batterie dei veicoli elettrici durante i test di fine linea (EOL). Nel corso di un test elettrico definito, un collegamento con una risposta termica anomala può presentare un andamento della temperatura superficiale diverso rispetto ai collegamenti equivalenti presenti nello stesso pacco batterie.

Una termocamera fissa acquisisce il profilo di temperatura superficiale senza entrare in contatto con l’oggetto in esame. Il livello di analisi configurato è in grado di confrontare linguette visibili, terminali, aree delle sbarre collettrici o altre superfici di collegamento esposte e di trasmettere il risultato dello screening al sistema di produzione. La termocamera non è in grado di vedere attraverso una copertura opaca, né di misurare la resistenza di contatto, né di dimostrare che un collegamento sia meccanicamente allentato.

Il compito pratico è quindi semplice: identificare il collegamento visibile, acquisirlo in un punto ripetibile del test EOL, assicurarsi che il collegamento copra un numero sufficiente di pixel del sensore per il confronto previsto e confrontare la sua risposta con un riferimento appropriato.

Applicazioni di monitoraggio nella produzione e nell’assemblaggio delle batterie
Perché un collegamento difettoso può produrre un pattern termico
Un collegamento elettrico conduce corrente e trasferisce calore ai materiali circostanti. Se le condizioni del collegamento modificano il modo in cui il calore viene generato o condotto, la linguetta visibile, il terminale, la barra collettrice o la superficie adiacente possono sviluppare un pattern termico localizzato o non uniforme. La termografia rende visibili queste differenze spaziali sulla superficie di collegamento.

In pratica, la termocamera dovrebbe confrontare aree di connessione equivalenti nelle stesse condizioni di prova. Una connessione che mostra ripetutamente un modello termico diverso rispetto a connessioni normali comparabili può essere segnalata per un’ulteriore ispezione elettrica o di produzione.

Iniziare dalla superficie di connessione visibile alla termocamera
Rilevamento di perdite nell’alloggiamento della batteria tramite una termocamera online
La prima domanda da porsi in fase di progettazione non è quale termocamera acquistare, bensì quale superficie rappresenti la connessione e se tale superficie sia visibile da una posizione operativa pratica.

I possibili bersagli includono linguette esposte, facce dei terminali, aree delle sbarre collettrici, zone dei dispositivi di fissaggio o un’altra superficie collegata termicamente al giunto. Coperture, protezioni, dispositivi di fissaggio, cavi, strumenti di manipolazione e componenti adiacenti possono ostruire il bersaglio o costringere ad adottare un angolo di visione molto acuto. Un giunto nascosto può essere sottoposto a screening solo se le sue condizioni generano una risposta ripetibile su una superficie accessibile.

Per ciascun bersaglio, registrare il tipo di connessione, la faccia visibile, la dimensione rilevante più piccola, le posizioni più vicine e più lontane della telecamera, l’angolo di visione disponibile e l’ostruzione prevista. Questi dati determinano l’obiettivo, il campo visivo, la posizione della telecamera e il numero di inquadrature.

Il produttore del pacco batterie definisce inoltre la prova elettrica che determina la finestra di osservazione. L’attivazione della telecamera e i tempi di acquisizione devono allinearsi a tale test. Le immagini scattate in momenti diversi durante un evento in cui la corrente varia non devono essere considerate equivalenti.

Considerare insieme la telecamera, l’obiettivo e il campo visivo
Vedere un collegamento in un’immagine termica ampia non significa che esso occupi un numero sufficiente di pixel del rivelatore per il confronto previsto. Le dimensioni del bersaglio, la distanza, la risoluzione del rivelatore, il campo visivo dell’obiettivo, la messa a fuoco e l’angolo di visione interagiscono tra loro.

Verificare la posizione della telecamera e le dimensioni del bersaglio:

Iniziare con il bersaglio di connessione più piccolo alla posizione più lontana consentita della telecamera.
Selezionare un obiettivo candidato e calcolare quanti pixel coprono quel bersaglio.
Verificate la visuale con la normale posizione della confezione, il dispositivo di fissaggio, la messa a fuoco e le variazioni di ostruzione.
Un obiettivo più ampio può coprire un numero maggiore di connessioni, ma assegna un numero inferiore di pixel a ciascuna di esse. Un obiettivo più stretto può migliorare il campionamento del bersaglio, ma potrebbe richiedere un’altra telecamera o una diversa angolazione di ripresa. La scelta finale dovrebbe basarsi sulla geometria effettiva della confezione piuttosto che su una raccomandazione generica relativa alla risoluzione.

TN430 per un’integrazione compatta e un’acquisizione più veloce
La termocamera a montaggio fisso Raythink TN430 offre una risoluzione a infrarossi di 384 × 288, frequenze di fotogrammi fino a 50 Hz, diverse opzioni di obiettivi e protocolli di comunicazione industriali in un corpo compatto.

È una valida opzione quando l’obiettivo selezionato fornisce un numero sufficiente di pixel su ciascun collegamento e la stazione richiede un’acquisizione più rapida di un evento termico in evoluzione o una semplice integrazione industriale. La sua idoneità dipende comunque dalle dimensioni del bersaglio, dalla distanza, dall’obiettivo, dai tempi e dal percorso dei dati richiesto.

AT61 per un maggior numero di pixel e messa a fuoco motorizzata
La termocamera Raythink AT61 con messa a fuoco motorizzata offre una risoluzione a infrarossi di 640 × 512 e messa a fuoco motorizzata.

È una soluzione indicata quando i punti di connessione sono piccoli e richiedono un numero maggiore di pixel per la misurazione della temperatura, oppure quando la regolazione motorizzata della messa a fuoco è utile per l’installazione. Una maggiore risoluzione del rilevatore non elimina la necessità di verificare l’obiettivo, la distanza di lavoro, i pixel del bersaglio, i tempi di acquisizione e i requisiti di interfaccia.

Confronto delle temperature tra diversi punti di connessione
A ogni connessione visibile è possibile assegnare un’area di misurazione coerente. La stazione può quindi confrontare aree di connessione equivalenti, confrontare un bersaglio con un’area di riferimento adiacente, misurare la disomogeneità spaziale lungo la connessione o monitorare come l’area di misurazione cambia durante la finestra di acquisizione.

Il confronto più utile dipende dal design del pacco batterie. I collegamenti equivalenti possono essere confrontati in base alla posizione, mentre le unità di produzione ripetute della stessa variante di pacco possono stabilire un intervallo di riferimento normale. Una sequenza temporale breve può risultare più utile quando il test elettrico produce una breve variazione di temperatura.

Prima che l’ispezione venga utilizzata sulla linea di produzione, il produttore del pacco batterie dovrebbe stabilire l’intervallo normale sulla base di pacchi rappresentativi in buone condizioni. Se è possibile testare in sicurezza campioni con connessioni difettose, questi possono aiutare a confermare se il confronto rivela una differenza significativa. I limiti risultanti si applicano solo a quel particolare design di connessione e a quelle condizioni di prova.

Output termico Cosa significa Utilizzo in produzione
Acquisizione non utilizzabile Il bersaglio, la messa a fuoco, la temporizzazione o l’inquadratura non erano adeguati Ripetere o rivedere l’acquisizione
Il risultato della ROI corrisponde al riferimento Non è stata rilevata alcuna risposta termica anomala Proseguire secondo il normale processo EOL della linea
Il risultato della ROI differisce dal riferimento Il collegamento richiede un’ulteriore verifica Inviarlo per un’ispezione elettrica o di produzione
Questa distinzione è importante perché un bersaglio ostruito o un’immagine con tempistica errata non costituiscono prova di un collegamento difettoso. Allo stesso modo, una deviazione termica identifica una risposta superficiale insolita, ma non rappresenta di per sé la causa principale.

Controllare i riflessi dalle superfici metalliche dei collegamenti
Il metallo nudo o lucidato può presentare bassa emissività e forti riflessi. La finitura superficiale, i rivestimenti, l’ossidazione, la pulizia, l’angolo di osservazione e gli oggetti caldi nelle vicinanze possono modificare la temperatura apparente anche quando il collegamento stesso non è cambiato. La guida di Raythink su come l’emissività influisce sulla termografia spiega perché il materiale e le condizioni della superficie sono importanti nell’interpretazione di una lettura termica.

Per la configurazione EOL, documentare il materiale e la finitura del bersaglio, l’angolo di osservazione, le fonti di calore riflesse, la distanza, la messa a fuoco, le condizioni ambientali, il flusso d’aria ed eventuali finestre protettive. Se la configurazione non consente una misurazione affidabile della temperatura superficiale assoluta, confrontare i valori di temperatura apparente di superfici corrispondenti nelle stesse condizioni, anziché considerarli come temperature assolute.

Inviare un risultato termografico chiaro alla linea di produzione
Il sistema termografico necessita di un’interfaccia chiaramente definita con la stazione EOL. Gli input tipici sono l’identificativo del pacco, la selezione della ricetta e il trigger di acquisizione. Gli output utili sono la validità dell’acquisizione, le misurazioni della ROI, il risultato del confronto, il timestamp e l’identificatore di configurazione.

Il controller o il sistema di qualità del produttore del pacco batterie determina se il pacco viene approvato, sottoposto a un nuovo test, inviato a un'ulteriore revisione o scartato. La termocamera fornisce dati radiometrici e il livello di analisi configurato produce il risultato dello screening; nessuno dei due sostituisce la conferma elettrica o la decisione sulla qualità da parte del produttore.

I team possono utilizzare la panoramica di Raythink | Raytron Industrial sull’analisi con termocamere e sui flussi di lavoro dei dati per definire le proprie esigenze in termini di ROI e gestione dei dati. È necessario confermare i calcoli esatti, le interfacce, i dati conservati e la compatibilità software per la termocamera e la configurazione selezionate.

Preparare i dettagli dell’applicazione per Raythink | Raytron Industrial
Per valutare una stazione di ispezione dei collegamenti delle batterie per veicoli elettrici, fornire:

disegni o fotografie del pacco batterie e dei collegamenti;
il materiale visibile del bersaglio e le dimensioni minime;
le distanze di lavoro più vicine e più lontane;
gli angoli di visione disponibili e gli ostacoli previsti;
l’evento elettrico EOL e la tempistica di acquisizione proposta;
le condizioni ambientali, di flusso d’aria e di riflettanza rilevanti;
il metodo di confronto o conferma; e
le interfacce di trigger, dati e linea richieste.
Contattate Raythink | Raytron Industrial fornendo questi dati. Possiamo valutare la visibilità del bersaglio, le opzioni relative a telecamera e obiettivo, i pixel sul bersaglio, i tempi di acquisizione, i controlli di misurazione, i requisiti relativi alle aree di interesse (ROI) e l’interfaccia termica per la stazione proposta.