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Jun 21, 2024

Regardez... ne touchez pas : inspection CT des batteries des véhicules électriques

Questions et réponses 18 février 2022 La technologie avancée des rayons X et de la tomodensitométrie – issue du secteur des soins de santé – est désormais utilisée pour une inspection plus rapide, plus précise et non destructive des batteries de véhicules électriques. Dr Tobias Neubrand ,

Questions et réponses

18 février 2022

La technologie avancée des rayons X et de la tomodensitométrie – issue du secteur de la santé – est désormais utilisée pour une inspection plus rapide, plus précise et non destructive des batteries des véhicules électriques.

Dr. Tobias Neubrand, directeur technique de l'inspection électronique chez Waygate Technologies, une entreprise de Baker Hughes et leader mondial des solutions d'inspection industrielle, explique comment les systèmes avancés de radiographie industrielle et de tomodensitométrie (CT) révolutionnent l'inspection non destructive des batteries et pourquoi il s'agit d'un besoin crucial pour les entreprises d'aujourd'hui. secteur de fabrication de véhicules électriques (VE) et d'e-mobilité à croissance rapide et pour les vendeurs de VE d'occasion de demain.

Du point de vue de la R&D, la technologie utilisée dans les cellules lithium-ion est mature, et plus ou moins en fin de développement. Le prochain obstacle pour les fabricants est de parvenir à une production de masse fiable et de haute qualité de ces cellules afin de réduire les coûts. En laboratoire, tout fonctionne bien, mais lorsque vous le produisez en série, vous rencontrez plusieurs problèmes. Par exemple, ils travaillent probablement avec des produits chimiques provenant de différents fournisseurs, ce qui peut entraîner des pannes lors de la production automatisée en masse des cellules.

Il n'existe pas de norme commune à tous les fournisseurs, et l'un des principaux problèmes de coûts est celui de la mise au rebut, lorsque les cellules tombent en panne à un certain point des tests et sont retirées de la chaîne. Des systèmes à rayons X 2D sont déjà présents dans les ateliers et pourraient tester, par exemple, 20 % des cellules comme étant de mauvaises cellules. Nous pouvons utiliser la technologie 3D CT pour vérifier plus en détail et évaluer la cellule avec plus de précision. Cela peut être fait rapidement, réduire les tests de fausses défaillances et réduire les rebuts.

La ferraille n’est pas un déchet, c’est la matière première du futur. Il entre directement dans le processus de recyclage. Vous perdez quelques points de pourcentage et c'est une bonne source à utiliser pour de nouvelles cellules. Mais si vous y réfléchissez comme à une ligne de pâtisserie, vous voyez le problème. Si sur 10 biscuits que vous produisez, deux se cassent et vous n'avez pas assez de bons pour remplir votre boîte. C'est à cela que sont confrontés ces fabricants. Chaque cellule testée comme étant défectueuse réduit l’efficacité et augmente les coûts.

Ce phénomène est motivé par le marché des véhicules électriques : tout le monde veut une voiture plus puissante avec une autonomie plus longue, et les constructeurs automobiles modifient l'ensemble de leur portefeuille vers les véhicules électriques. Cela entraîne une grande variété dans les cellules de batterie produites. Lorsque l’on ajoute cette variété à un secteur émergent de production de masse qui collecte encore des données sur les problèmes, on obtient un apprentissage continu. À l'avenir, ces fabricants disposeront d'un contrôle statistique des processus, mais pour l'instant, c'est très nouveau, les processus sont en train d'être affinés et ils créent des lacs de données afin de pouvoir revenir en arrière et vérifier où les problèmes se sont produits. Chaque fois que vous changez quelque chose, vous recommencez votre courbe d’apprentissage.

Vous constatez que votre alchimie est légèrement meilleure, ce qui vous donne peut-être un avantage sur votre concurrent, alors vous recommencez. Ensuite, vous voulez une batterie pour une voiture de sport, et maintenant elle doit être d’une taille différente. C’est une sorte de cercle dans lequel se trouve actuellement l’industrie.

Pensez à la structure de vos petites batteries pour appareils électroménagers ; c'est pareil pour une grosse batterie de voiture. Une fois construit, il est scellé et vous ne pouvez plus regarder à l'intérieur : c'est comme une boîte noire. Vous pouvez tester le courant, mais vous ne connaissez pas la véritable intégrité de sa structure intérieure. Les constructeurs automobiles utilisent la technologie d’inspection pour vérifier les batteries qu’ils achètent auprès des fabricants de batteries. S'il y a un problème, ils veulent pouvoir savoir avec certitude où est la faute : est-ce leur faute ou celle du fabricant de la batterie ?

L'attention a été portée sur la sécurité des batteries lithium-ion en 2016, lorsque l'appareil mobile Samsung Note 7 a pris feu et que, tout à coup, vous ne pouviez plus monter à bord d'un avion si vous aviez un Note 7. L'inspection CT était importante dans l'analyse des pannes en 2016. ce cas – il a montré que la cause fondamentale était la géométrie des électrodes emballées. Les électrodes étaient placées dans un rouleau de gelée dans un très petit étui de téléphone et, à certains endroits, les angles devenaient trop aigus et les électrodes se cassaient. Une fois qu'ils étaient physiquement endommagés, ils pouvaient court-circuiter la cellule et provoquer des incendies.