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Contrôle des connexions des batteries de véhicules électriques à l'aide de l'imagerie thermique

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L'imagerie thermique permet de détecter tout échauffement anormal au niveau des connexions accessibles des batteries de véhicules électriques lors des essais de fin de chaîne (EOL). Au cours d'un essai électrique défini, une connexion présentant une réponse thermique anormale peut afficher un profil de température de surface différent de celui de

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L'imagerie thermique permet de détecter tout échauffement anormal au niveau des connexions accessibles des batteries de véhicules électriques lors des tests de fin de ligne (EOL). Au cours d'un test électrique défini, une connexion présentant une réponse thermique anormale peut afficher un profil de température de surface différent de celui des connexions équivalentes au sein du même pack.

Une caméra thermique fixe capture le profil de température de surface sans entrer en contact avec la cible. La couche d’analyse configurée peut comparer les languettes visibles, les bornes, les zones de barres omnibus ou d’autres surfaces de connexion exposées, puis transmettre le résultat du contrôle au système de production. La caméra thermique ne voit pas à travers un capot opaque, ne mesure pas la résistance de contact et ne permet pas de vérifier si une connexion est mécaniquement desserrée.

La tâche pratique est donc simple : identifier la connexion visible, la capturer à un moment reproductible du test de fin de ligne (EOL), s’assurer que la connexion couvre suffisamment de pixels du capteur pour la comparaison prévue, et comparer sa réponse à une référence appropriée.

Applications de surveillance de la production et de l’assemblage des batteries
Pourquoi une mauvaise connexion peut produire un motif thermique
Une connexion électrique conduit le courant et transfère de la chaleur aux matériaux voisins. Si l’état de la connexion modifie la manière dont la chaleur est générée ou conduite, la languette, la borne, le jeu de barres ou la surface adjacente visible peut présenter un profil de température localisé ou irrégulier. L’imagerie thermique rend ces différences spatiales visibles sur toute la surface de connexion.

En pratique, la caméra doit comparer des zones de connexion équivalentes dans les mêmes conditions de test. Une connexion qui présente de manière répétée un motif thermique différent de celui de connexions normales comparables peut être signalée en vue d’une inspection électrique ou de fabrication plus approfondie.

Commencez par la surface de connexion visible par la caméra
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La première question de conception n’est pas de savoir quelle caméra acheter. Il s’agit de déterminer quelle surface représente la connexion et si cette surface est visible depuis une position pratique de l’appareil.

Les cibles possibles comprennent les languettes exposées, les faces des bornes, les zones de barres omnibus, les zones de fixation ou toute autre surface thermiquement reliée au joint. Les capots, protections, fixations, câbles, outils de manipulation et composants voisins peuvent bloquer la cible ou imposer un angle de vision prononcé. Un joint dissimulé ne peut être contrôlé que si son état génère une réponse reproductible au niveau d’une surface accessible.

Pour chaque cible, notez le type de connexion, la face visible, la plus petite dimension pertinente, les positions de caméra la plus proche et la plus éloignée, l’angle de vision disponible et les obstructions attendues. Ces données déterminent l’objectif, le champ de vision, la position de la caméra et le nombre de vues.

Le fabricant du bloc-batterie définit également l’essai électrique qui détermine la fenêtre d’observation. Le déclenchement de la caméra et le moment de la capture doivent correspondre à ce test. Les images prises à différents moments d’un événement dont l’intensité varie ne doivent pas être considérées comme équivalentes.

Prenez en compte conjointement la caméra, l’objectif et le champ de vision
Le fait de voir un raccord sur une image thermique de grande envergure ne signifie pas qu’il occupe suffisamment de pixels du détecteur pour permettre la comparaison souhaitée. La taille de la cible, la distance, la résolution du détecteur, le champ de vision de l’objectif, la mise au point et l’angle de vue agissent de concert.

Vérifiez la position de la caméra et la taille de la cible :

Commencez par la plus petite connexion cible à la position de caméra la plus éloignée autorisée.
Sélectionnez un objectif candidat et calculez le nombre de pixels couvrant cette cible.
Testez la vue en tenant compte des variations normales de position du pack, de fixation, de mise au point et d’obstruction.
Un objectif plus large peut couvrir davantage de connexions, mais affecter moins de pixels à chacune d’entre elles. Un objectif plus étroit peut améliorer l’échantillonnage de la cible, mais peut nécessiter une autre caméra ou un autre angle de vue. Le choix final doit s’appuyer sur la géométrie réelle du pack plutôt que sur une recommandation de résolution générique.

TN430 pour une intégration compacte et une capture plus rapide
La caméra thermique à montage fixe Raythink TN430 offre une résolution infrarouge de 384 × 288, des fréquences d’images allant jusqu’à 50 Hz, plusieurs options d’objectifs et des protocoles de communication industriels dans un boîtier compact.

Elle constitue une solution envisageable lorsque l’objectif sélectionné fournit suffisamment de pixels sur chaque connexion et que la station nécessite une capture plus rapide d’un événement thermique changeant ou une intégration industrielle simple. Son adéquation dépend toutefois de la taille de la cible, de la distance, de l’objectif, du timing et du chemin de données requis.

AT61 : plus de pixels et mise au point motorisée
La caméra thermique Raythink AT61 à mise au point motorisée offre une résolution infrarouge de 640 × 512 et une mise au point motorisée.

Elle est indiquée lorsque les points de connexion sont petits et nécessitent davantage de pixels pour la mesure de température, ou lorsque le réglage motorisé de la mise au point est utile pour l’installation. Une résolution plus élevée du détecteur ne dispense pas de vérifier l’objectif, la distance de travail, les pixels de la cible, le timing de capture et les exigences d’interface.

Comparer les températures entre différents points de connexion
À chaque connexion visible peut être attribuée une zone de mesure cohérente. La station peut alors comparer des zones de connexion équivalentes, comparer une cible à une zone de référence adjacente, mesurer la non-uniformité spatiale au niveau de la connexion, ou suivre l’évolution de la zone de mesure pendant la fenêtre de capture.

La comparaison la plus utile dépend de la conception du bloc-batterie. Des connexions équivalentes peuvent être comparées en fonction de leur position, tandis que des unités de production répétées d’une même variante de bloc-batterie permettent d’établir une plage de référence normale. Une séquence temporelle courte peut s’avérer plus utile lorsque le test électrique produit un bref changement de température.

Avant que l’inspection ne soit mise en œuvre sur la chaîne de production, le fabricant de packs de batteries doit établir la plage normale à partir de packs représentatifs en bon état. Si des échantillons présentant de mauvaises connexions peuvent être testés en toute sécurité, ils peuvent aider à confirmer si la comparaison révèle une différence significative. Les limites qui en résultent s’appliquent uniquement à cette conception de connexion et à ces conditions de test.

Sortie thermique Signification Utilisation en production
Capture inutilisable La cible, la mise au point, le timing ou la vue n’étaient pas adaptés. Répétez ou revoyez la capture
Le résultat de la zone d’intérêt (ROI) correspond à la référence. Aucune réponse thermique inhabituelle n’a été détectée. Poursuivez selon le processus normal de fin de ligne (EOL)
Le résultat de la zone d’intérêt (ROI) diffère de la référence La connexion nécessite une vérification plus approfondie. Envoyez-la pour une inspection électrique ou de fabrication
Cette distinction est importante car une cible obstruée ou une image mal synchronisée ne constitue pas une preuve d’une mauvaise connexion. De même, un écart thermique identifie une réponse de surface inhabituelle, mais n’est pas en soi la cause première du problème.

Maîtrisez les reflets provenant des surfaces métalliques des connexions
Le métal nu ou poli peut présenter une faible émissivité et de forts reflets. La finition de surface, les revêtements, l’oxydation, la propreté, l’angle d’observation et la présence d’objets chauds à proximité peuvent modifier la température apparente, même si la connexion elle-même n’a pas changé. Le guide de Raythink sur l’influence de l’émissivité sur l’imagerie thermique explique pourquoi le matériau et l’état de la surface sont importants lors de l’interprétation d’une mesure thermique.

Pour la configuration en fin de ligne (EOL), consignez le matériau et la finition de la cible, l’angle d’observation, les sources de chaleur réfléchissantes, la distance, la mise au point, les conditions ambiantes, le flux d’air et toute vitre de protection. Si la configuration ne permet pas une mesure fiable et absolue de la température de surface, comparez les valeurs de température apparente de surfaces correspondantes dans les mêmes conditions, plutôt que de les considérer comme des températures absolues.

Transmettez un résultat thermique clair à la chaîne de production
Le système thermique nécessite une interface clairement définie avec la station de fin de ligne (EOL). Les données d’entrée typiques sont l’identifiant du pack, la sélection de la recette et le déclencheur de capture. Les données de sortie utiles sont la validité de l’acquisition, les mesures de la zone d’intérêt (ROI), le résultat de la comparaison, l’horodatage et l’identifiant de configuration.

C’est le contrôleur ou le système qualité du fabricant de packs de batteries qui détermine si le pack est accepté, doit être retesté, fait l’objet d’un examen plus approfondi ou est rejeté. La caméra fournit des données radiométriques, et la couche d’analyse configurée produit le résultat du contrôle ; ni l’une ni l’autre ne remplace la confirmation électrique ou la décision de qualité du fabricant.

Les équipes peuvent utiliser la présentation de Raythink | Raytron Industrial sur l’analyse par caméra thermique et les flux de données pour définir leurs besoins en matière de zone d’intérêt (ROI) et de traitement des données. Les calculs exacts, les interfaces, les données conservées et la compatibilité logicielle doivent être confirmés pour la caméra et la configuration sélectionnées.

Préparez les détails de l’application pour Raythink | Raytron Industrial
Pour évaluer une station d’inspection des connexions d’une batterie de véhicule électrique, veuillez fournir :

les schémas ou photographies du bloc-batterie et des connexions ;
le matériau visible de la cible et ses dimensions minimales ;
les distances de travail la plus proche et la plus éloignée ;
les angles de vision disponibles et les obstructions prévues ;
l’événement électrique de fin de cycle de vie (EOL) et le moment de capture proposé ;
les conditions ambiantes, de circulation d’air et de réflexion pertinentes ;
la méthode de comparaison ou de confirmation ; et
les interfaces de déclenchement, de données et de ligne requises.
Contactez Raythink | Raytron Industrial avec ces informations. Nous pouvons évaluer la visibilité de la cible, les options de caméra et d’objectif, le nombre de pixels sur la cible, le moment de la capture, les contrôles de mesure, les exigences relatives à la zone d’intérêt (ROI) et l’interface thermique pour la station proposée.