Использование КТ для обнаружения дефектов литий-ионных аккумуляторов




Из-за своей плотности мощности литий-ионные батареи, используемые в электромобилях (EV), подлежат строгому контролю качества. Промышленная компьютерная томография (КТ) все чаще используется для обнаружения дефектов и внутренних изменений на протяжении всего жизненного цикла батареи, в то время как программное обеспечение для анализа и визуализации КТ-данных предоставляет функции, которые позволяют глубже изучить внутреннюю работу устройств накопления энергии. Методы из области искусственного интеллекта также становятся все более важными.

Хотя КТ-анализ не может выявить электрохимию внутри клетки, он может пролить свет на «механические» внутренние механизмы. Температурный выход из строя (внутренний пожар) может иметь механические причины. И наоборот, электрохимические процессы могут изменять механические условия. Идеи, которые может внести CT, все чаще используются исследовательскими учреждениями и производителями аккумуляторов. Как геометрические измерения, так и испытания материалов теперь возможны с помощью передового программного обеспечения.

Мониторинг перекрытия анодов

Начиная с исследований и разработок, анализ данных КТ может помочь испытать прототипы на предмет их оптимальной конструкции. Расстояние между стенками, уплотнения и допуски, распределение химических ячеек и корпус можно зафиксировать и проверить качество на предмет их роли в надежности и расчетной электрической мощности. Далее, из-за очень сложного процесса производства этих батарей анализ на основе компьютерной томографии имеет смысл во время производства, например, для удаления дефектных компонентов из технологической цепочки на ранней стадии.

С помощью КТ-сканера высокого разрешения становятся видны неровности слоев электродных пакетов. Расслоение является типичным явлением, так же как и локализованные инородные частицы, такие как остатки в результате процесса резки и сварки во время сборки батареи. Посторонние частицы могут вызвать короткое замыкание.

Важным внутренним размером, который необходимо контролировать во время производства, является перекрытие анодов. Анод всегда имеет такие размеры, чтобы он перекрывал катод. Это необходимо для предотвращения литиевого покрытия и возможного повреждения элемента. Литиевое покрытие означает, что чистый Li осаждается на аноде; тогда он больше не пригоден для образования ионов. Но постоянный выступ анода требует высокой точности изготовления. Он определяется производителем и может быть проверен с помощью программного обеспечения для анализа компьютерной томографии. Наконец, инженеры могут использовать компьютерную технику для проверки и криминалистической экспертизы на этапе послепродажного обслуживания, чтобы определить причину сбоя устройства.

Искусственный интеллект обнаруживает дефекты

При исследовании батарей с помощью компьютерной томографии инженеры по качеству сталкиваются с проблемой: интересные структуры на полутоновых изображениях, полученных с помощью компьютерного томографа, часто имеют очень низкий контраст. Это связано с разницей в низкой плотности некоторых материалов. Кроме того, пленки и покрытия корпусов ячеек очень тонкие и плотно прилегают друг к другу. Иногда бывает сложно определить, какие неровности можно интерпретировать как дефекты, рассеянное излучение или артефакты.

Центральный вопрос: какой воксель является дефектным, а какой нет? (Воксель - это наименьший трехмерный элемент в модели КТ, аналогичный пикселям в двухмерных изображениях.) Даже опытные инженеры по качеству приходят к разным интерпретациям. Единственное, что им остается сделать, - это соответствующим образом настроить или изменить параметры сканирования своей системы и, при необходимости, обратить особое внимание на определенные области интереса (ROI). Это традиционный подход, но у него есть свои недостатки. Это зависит от оператора и, следовательно, индивидуально, но требует дополнительного времени, которое нужно добавить ко времени сканирования.

Поскольку иногда филигранные структуры внутренней части ячейки требуют сканеров с высоким разрешением и, следовательно, длительного времени сканирования, все быстро становится трудным, особенно когда сопутствующие проверки случайных выборок должны проводиться в течение определенного времени цикла. В таких случаях искусственный интеллект (ИИ) и его подмножество глубокого обучения оказываются особенно эффективными, особенно при исследовании литых металлических деталей, где необходимо выполнять аналогичные задачи, как в случае аккумуляторных элементов.

Применение глубокого обучения / нейронных сетей (NN) для обнаружения дефектов на основе компьютерной томографии обеспечивает очень точные и быстрые результаты. Для того, чтобы это произошло, сети требуется что-то вроде памяти; он должен быть «обучен» данными о дефектах. Но откуда эти данные? В основном есть два способа его создания: во-первых, моделирование данных искусственных дефектов на основе модели реальных дефектов. Для этой цели доступно специальное программное обеспечение, и таким образом можно имитировать физические эффекты, возникающие во время сканирования. В результате получается искусственный, но точный пул данных. Во-вторых, данные о дефектах также могут быть получены из реальных компонентов. В этом случае дефекты необходимо обнаруживать вручную. Такой подход требует большего количества реальных объектов.

Выбор наиболее подходящего метода следует выбирать в каждом конкретном случае. Заказчики могут заказать создание индивидуальных программ NN. Здесь алгоритмы разработаны так, чтобы точно соответствовать их проблеме. При необходимости разработчики могут предоставить определенное количество ячеек батареи, как неповрежденных, так и содержащих критические неисправности, для уточнения анализа.

Когда применяется обученная NN, неровности реальных сканирований сравниваются с данными о дефектах «в памяти». Затем NN выявляет сходства. Он достоверно отвечает на вопрос, что такое дефектный воксель, а что нет. Преимущество для серийного контроля деталей: метод также очень точен при более низких разрешениях, как это происходит в случае более короткого времени сканирования. Это также может позволить в долгосрочной перспективе проводить оперативную проверку аккумуляторных элементов.

Программное обеспечение для анализа КТ - это экономящий время инструмент критического качества с подтвержденной историей успеха от НИОКР до производственного контроля.

24.05.2021
Просмотров: 877




Новые фирмы
Статьи
Промокод как выгодный способ покупки онлайн
Промокод как выгодный способ покупки онлайн Как выбирать товары в интернете и экономить на заказах. Широкий выбор товаров открывает больше возможностей для экономии. Узнайте, как находить актуальные предложения, сравнивать условия магазинов и снижать итоговую стоимость заказа без лишних расходов..
 
Как выбрать надёжную службу доставки для бизнеса
Как выбрать надёжную службу доставки для бизнеса Как выбрать надёжную службу доставки. Как оценить качество доставки до заключения договора? Разбираем ключевые критерии выбора перевозчика для интернет-магазинов и корпоративных клиентов, а также способы проверить надёжность логистического партнёра на практике...
 
Как работает покупка автомобиля по системе Trade-in
Как работает покупка автомобиля по системе Trade-in При таком формате владельцу не требуется предварительно продавать автомобиль самостоятельно и отдельно искать замену. Обе задачи объединяются в одну процедуру: текущую машину осматривают, согласовывают ее стоимость, после чего эта сумма учитывается при покупке другого автомобиля...
 
Какие комплектующие нужны для "Минск X250" и как подобрать подходящие детали
Какие комплектующие нужны для "Минск X250" и как подобрать подходящие детали Разбираем, какие детали чаще всего требуются владельцам "Минск X250", на что обращать внимание при покупке и как сохранить надежность мотоцикла в разных условиях эксплуатации...Экспертный обзор запчастей для "Минск X250": основные категории, рекомендации по выбору, особенности оригинальных деталей и полезные советы по обслуживанию мотоцикла
 
Тенденции в сфере современной мототехники: технологии, безопасность и новые стандарты мобильности
Тенденции в сфере современной мототехники: технологии, безопасность и новые стандарты мобильности Современный мотоцикл становится больше, чем транспортным средством. Узнайте, какие технологии определяют будущее мототехники и почему производители делают ставку на безопасность, цифровые решения и экологичность...Экспертный обзор актуальных тенденций в сфере мотоциклов и скутеров: электрификация, интеллектуальные системы, новые материалы и перспективы развития отрасли...
 
Какие окна лучше установить в квартире и частном доме
Какие окна лучше установить в квартире и частном доме Какие окна лучше установить в квартире и частном доме...
 
Кассовый узел: рабочее место кассира и путь покупателя
Кассовый узел: рабочее место кассира и путь покупателя Кассовый узел — зона, где совершается покупка и формируется последнее впечатление. В статье разбираем типичные ошибки при оснащении: неправильная высота, слабая конструкция, забытые витрины. Рассказываем, как выбрать оборудование с учётом товара..Разбираем частые ошибки при оснащении кассовой зоны: выбор прилавка, витрин, планировка, путь покупателя. Практические рекомендации для владельцев магазинов...
 
Создание уютного интерьера: как выбрать мебель и двери для дома
Создание уютного интерьера: как выбрать мебель и двери для дома Грамотно спланированная жилая среда способствует полноценному отдыху и восстановлению сил после трудовых будней...
 
Коментарии
Объявления с видео
Фото-объявления
Припортовый зерноперегрузочный комплекс
Маша и Медведь -  Песенка Мушкетёра  (Три Машкетёра)
Коробка для кружек картонная цветная
Диски металические r 15 6j на bmv 4шт комплект хор сост
Оренда будинку в селі яреськи з усіма зручностями.
Картофелесажалка для мотоблока
Бинокль canon 70x70 новый, дешево
«StandUp Gel» - крем для увеличения члена.
Тишина Степп
Рейтинг бесплатных досок объявлений россии
Замок зажигания foton-1099 c личинками для дверей 1b2203
Продам чертежи и каталоги запчастей для экскаваторов экг

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru