Explorando las baterías de vehículos eléctricos y el papel del escaneo 3D en la inspección

Los vehículos eléctricos están transformando rápidamente el panorama automotriz. Los vehículos eléctricos contribuyen a un aire más limpio al producir bajas o nulas emisiones durante su operación. A diferencia de los vehículos tradicionales con motor de combustión interna (ICE) que emiten gases contaminantes, los vehículos eléctricos ayudan a combatir la contaminación del aire y mitigar el cambio climático.

Este cambio de los vehículos con motor de combustión interna a los vehículos eléctricos presenta desafíos únicos debido a las diferencias fundamentales entre estos dos sistemas de energía. Por lo tanto, es esencial garantizar una alta calidad de los sistemas de baterías a medida que los fabricantes y proveedores aceleran su investigación de ingeniería, desarrollo y producción de vehículos eléctricos.

La batería de un vehículo eléctrico sirve como sistema de almacenamiento de energía recargable que alimenta los motores de los vehículos eléctricos. Estas baterías suelen fabricarse de iones de litio y están diseñadas para exhibir una alta relación potencia-peso y densidad de energía, lo que contribuye al rendimiento general del vehículo.

Los paquetes de baterías para vehículos eléctricos constan de varios componentes críticos, incluidos módulos de batería, sistemas de gestión térmica, sistemas de gestión de baterías (BMS), conectores eléctricos y elementos estructurales. Entre estos, los componentes estructurales, incluido el marco de la batería, la cubierta superior y la bandeja del paquete de baterías, juegan un papel fundamental. Sirven como el esqueleto del paquete de baterías, garantizando su seguridad e integridad estructural. A medida que la demanda de vehículos eléctricos continúa aumentando, la inspección y control de calidad meticulosos de estos componentes de batería se vuelven esenciales para garantizar un rendimiento y una seguridad óptimos en la carretera.

La aplicación de escáneres 3D en la inspección de baterías de vehículos eléctricos

• Marco de la batería

El marco de la batería es un componente estructural crítico que contiene los módulos de la batería y sus sistemas de soporte. El ajuste y la alineación adecuados son importantes para evitar problemas de montaje, interrupciones eléctricas y problemas de transferencia de calor. Comprende diversos componentes estructurales, incluidos rieles laterales y travesaños. Los puntos de medición clave incluyen las posiciones de las perforaciones de instalación, las ubicaciones de soldadura y las ranuras para obtener dimensiones relevantes y precisión de posición.

Los marcos de batería son grandes y, a menudo, se producen en entornos hostiles del taller. Los métodos tradicionales requieren mucho tiempo y es posible que no cubran toda la bandeja en una única posición. Son necesarios escáneres láser 3D portátiles que no sean sensibles a las condiciones del entorno, como las vibraciones y las variaciones de temperatura.

El escáner 3D portátil KSCAN-Magic puede realizar escaneos 3D in situ y obtener resultados de medición precisos. Captura datos más rápido que los métodos tradicionales con una tasa de medición de hasta 4,15 millones de mediciones por segundo. El sistema de fotogrametría integrado en este dispositivo cuenta con un área de disparo de 3760 mm por 3150 mm. Esta función mitiga eficazmente los errores acumulativos asociados con las mediciones a gran escala, garantizando una alta precisión volumétrica.

• Tapa y bandeja de la batería

Debido a su tamaño sustancial y a los estrictos requisitos de calidad, la tapa y la bandeja de la batería desempeñan un papel crucial para garantizar la integridad del sellado y la calidad de montaje de la batería. Para mitigar los riesgos de seguridad, es imperativo realizar una inspección exhaustiva tanto en el perfil, la planitud, el paralelismo y las dimensiones. En particular, el ancho de la bandeja y la tapa de la batería suele superar los 1,6 metros, lo que plantea desafíos para la medición precisa con los métodos de medición tradicionales.

El sistema de medicion 3d óptico TrackScan-Sharp de SCANTECH, posee un gran volumen de medición de hasta 49 m³, siendo capaz de medir piezas de gran escala. Esto significa que el sistema de medición 3D puede capturar una gran cantidad de datos en una única posición para reducir el tiempo de inspección. No es necesario mover los seguidores frecuentemente. Además, puede capturar rápidamente detalles de las piezas y obtener datos 3D de alta precisión.

El sistema de medición 3D óptico TrackScan-Sharp se puede utilizar para lograr una inspección precisa y eficiente de las perforaciones. Este sistema permite una inspección de bordes claros sin sombras provista por la medición en escala de grises de alta precisión. Permite a los usuarios inspeccionar meticulosamente características cerradas, en particular perforaciones roscadas. El sistema garantiza resultados de medición precisos y repetibles, incluida la información de posición y diámetro. Además, captura datos 3D cruciales relacionados con las posiciones, los diámetros y el espaciado de las perforaciones.

Para evaluar la precisión posicional de las perforaciones de instalación roscadas, se pueden utilizar columnas auxiliares roscadas de alta precisión y especializadas. Estas columnas pueden adaptarse a varios tamaños de perforaciones roscadas (como M5, M8 y M10), permitiendo que los escáneres 3D capturen mejor los datos precisos de las perforaciones roscadas. Si el requisito de precisión no es demasiado alto, también podemos utilizar un escáner 3D para escanear la posición de la perforación y la superficie exterior del cilindro para obtener la precisión posicional de las perforaciones roscadas.

• Sistema de gestión de batería (BMS)

El sistema de gestión y control de la celda de batería es el componente central de la batería y requiere una instalación precisa. Podemos usar una sonda para detectarlo y analizarlo durante el proceso de instalación para garantizar su precisión después de la instalación.

Flujo de trabajo para el escaneo 3D

• En primer lugar, posicionar marcadores en la pieza. Cuando se utiliza un sistema de medición 3D óptico, los marcadores no son necesarios.
• A continuación, realizar un escaneo láser 3D sin contacto de toda la pieza a medir.
• Obtener y procesar los datos 3D de la pieza en software 3D.
• Por último, comparar estos datos con el modelo CAD estándar para identificar las desviaciones dimensionales en cada posición.
• Este proceso permite una adquisición más rápida de datos precisos y mejora la eficiencia de la inspección.

Ventajas del escaneo láser 3D

Alta precisión

Los escáneres 3D proporcionan información meticulosa sobre las intrincadas estructuras de las baterías de los vehículos eléctricos, lo que garantiza la seguridad, la confiabilidad y el máximo rendimiento durante toda su vida útil. Con un impresionante nivel de precisión de hasta 0,020 mm, estas técnicas de medición desempeñan un papel crucial en el mantenimiento de la alta calidad en las evaluaciones de la batería.

Eficiente

Debido a la facilidad de operación y a la rápida tasa de medición de los escáneres 3D, la medición de las baterías de los vehículos eléctricos con esta tecnología es muy eficiente. La capacidad de capturar datos 3D detallados rápidamente permite evaluaciones precisas de los componentes de la batería, incluida su forma, dimensiones y cualquier defecto potencial. Ya sea en investigación y desarrollo, fabricación o control de calidad, el escaneo 3D agiliza el proceso de medición de la batería, mejorando la precisión y la productividad.

Escaneo 3D completo

El escaneo 3D es una opción óptima para la medición integral y la creación de un gemelo digital de componentes, garantizando que los ingenieros capturen cada detalle intrincado sin pasar nada por alto. Al emplear este método, se obtiene una representación completa y precisa de la pieza, lo que facilita un análisis y un control de calidad precisos.

Datos completos

Estos completos datos 3D se pueden almacenar para un análisis en profundidad. Proporcionan una visión completa del estado de la pieza, permitiendo a los ingenieros verificar su calidad a fondo. Además, los usuarios pueden identificar fácilmente las especificaciones de dimensionamiento geométrico y tolerancia (GD&T) de la pieza.