Le marché des véhicules électriques connaît une croissance exponentielle à l’échelle mondiale depuis quelques années, dont la Tesla Model 3 est une parfaite illustration, elle a été la voiture la plus vendue en Europe en 2021 : une première pour un véhicule électrique ! La demande croissante des New Energy Vehicles (NEV) implique que les constructeurs et leurs fournisseurs doivent accélérer leurs efforts d’ingénierie et leur production, cela entraine de nouveaux défis à relever en matière de qualité et de processus de contrôle des composants et notamment des batteries et bacs à batterie.
Les batteries sont des composants particulièrement importants pour la sécurité et la structure des véhicules électriques. En conséquence, les clients attendent des capacités plus élevées, c’est-à-dire une plus grande autonomie par charge. Si vous voulez construire des batteries fiables avec une longue durée de vie, vous ne pourrez pas contourner les normes de qualité les plus strictes : les cellules, les modules et les plateaux de batteries doivent être fabriqués selon des tolérances strictes. C’est pourquoi une large gamme de solutions d’imagerie, d’analyse et de métrologie est essentielle pour la recherche sur les batteries ainsi que pour le contrôle de la qualité des batteries et des bacs à batteries.
Le contrôle qualité des batteries est un processus complexe : différentes techniques de mesure sont utilisées pour inspecter les caractéristiques des batteries, telles que le matériau, l’électrode, la cellule, le module et le bac à batterie. La microscopie industrielle est utilisée pour analyser les microstructures et les impuretés potentielles pendant le développement des batteries.
Pendant la production, en revanche, des analyses non destructives sont utilisées pour les cellules et les modules de batteries. Dans cette phase, on utilise principalement des systèmes à rayons X de radiographie et de tomographie (CT).
Le bac à batterie est un autre composant important des NEV. Il ne s’agit plus d’un simple composant, mais d’un élément entièrement intégré à la carrosserie de la voiture, qui joue donc un rôle crucial dans sa stabilité. Les bacs à batteries doivent passer plusieurs contrôles de qualité pendant la production afin de répondre aux exigences de sécurité et de garantir la qualité du véhicule. La régularité, la précision de l’ajustement et les zones d’étanchéité du support de batterie - tous ces aspects ont un impact sur la précision dimensionnelle de l’ensemble de la structure. L’un de ces contrôles permet de visualiser l’évaluation de la géométrie dans son intégralité.
Solution de scanning 3D automatisée
La machine de mesure optique 3D ATOS ScanBox est livrée avec le logiciel GOM Inspect Pro préinstallé et scanne automatiquement le composant. Il crée ensuite un jumeau géométrique numérique à partir du bac à batterie et du pack-batterie lui-même. L’ensemble du contrôle des caractéristiques pertinentes, telles que le l’aspérité des chambres de la batterie et la position des trous de connexion, ne prend que quelques minutes.
Les utilisateurs peuvent évaluer les caractéristiques d’inspection qui sont pertinentes pour le processus sous forme de tendances statistiques, par exemple pour identifier les changements de largeur d’espace causés par les déformations thermiques du module de batterie. Enfin, une simulation montre l’assemblage virtuel du plateau, des modules et du câblage dans la structure afin de prévoir la qualité du processus d’assemblage. L’analyse couvre toutes les étapes importantes de la production de plaques de batteries : de l’extrusion de l’aluminium au moulage et au soudage en passant par l’application d’adhésifs et les processus de fraisage, de perçage et de rivetage.
Un atout spécial d’efficacité : Le logiciel de la machine de mesure optique 3D utilise les données CAO du composant pour une programmation par apprentissage entièrement automatisée des positions et des trajectoires du robot. La technologie de mesure est traçable et répond aux exigences de la norme ISO 10360.
En savoir plus sur ATOS ScanBox et le logiciel correspondant
Solutions de tomographie à rayons X dans la production de batteries
Afin de répondre à la demande de véhicules électriques non polluants à plus grande autonomie, la densité énergétique des cellules de batterie doit être augmentée sans que leur poids et leur taille n’augmentent. Sa densité toujours croissante nécessite des rayons X plus sophistiqués lors des contrôles non destructifs. En outre, les détails à inspecter sont devenus nettement plus petits : aujourd’hui, certaines de ces caractéristiques mesurent à peine 10 micromètres ! Les systèmes de tomographie tels que les ZEISS VoluMax 9 titan et ZEISS METROTOM 1500 effectuent des scans fiables de pièces denses telles que les modules de batteries. Ils génèrent des ensembles de données de volume 3D à très haute résolution, rendant visibles ainsi les défauts cachés et les caractéristiques des composants denses, par ex. défauts d’électrode, désalignements, surplombs, pores de logement et contaminations particulaires. Ces derniers constituent un risque majeur pour la sécurité et ne doivent pas faire partie du produit final. Les systèmes de tomographie résolvent efficacement les tâches de mesure et d’inspection complexes avec un seul scan. Ceci est indispensable pour garantir la capacité et la sécurité de la batterie.
Plus d’informations sur le ZEISS VoluMax 9 titan
