看，但不要碰-电动汽车电池CT检查

先进的x射线和CT技术植根于医疗保健，现在被用于更快、更准确和无损的电动汽车电池检查。

托拜厄斯博士Neubrand，电子检验技术总监Waygate科技公司是贝克休斯的子公司以及工业检查解决方案的世界领导者，解释了先进的工业射线照相和计算机断层扫描(CT)系统是如何发生革命的非破坏性电池检查以及为什么它是今天快速增长的电动汽车(EV)和无动力制造部门以及未来的二手电动汽车销售商的迫切需求。

从研发的角度来看，用于锂离子电池的技术是成熟的，或多或少处于发展的末期。制造商的下一个障碍是实现这些电池的可靠、高质量的大规模生产，以降低成本。在实验室里，一切都运行良好，但当你将其投入大规模生产时，就会出现几个问题。例如，他们可能与来自不同供应商的化学品合作，这可能导致在电池的自动化大规模生产过程中出现故障。

所有的供应商之间没有共同的标准，而且一个大的成本问题是报废，当电池在测试的某个点失效时，就会被淘汰。2D x射线系统已经投入生产，可以检测出20%的细胞是坏细胞。我们可以使用3D CT技术进行更详细的检查，更准确地评估细胞。这可以快速完成，减少错误故障测试和减少废料。

废料不是废物，而是未来的原材料。它直接进入回收过程。你会损失几个百分点，这对新细胞来说是一个很好的来源。但如果你把它想象成一条烘焙线，你就会发现问题所在。如果你生产的每10块饼干中有两块坏了，你就没有足够的好饼干填满你的盒子。这就是这些制造商所面临的问题。每一个被测试为坏电池的电池都会降低效率，提高成本。

这是由电动汽车市场驱动的——每个人都想要一辆动力更强、续航里程更远的汽车，汽车制造商正在将他们的整个产品组合都转向电动汽车。这推动了电池生产的多样性。当你将这一品种添加到一个新兴的大规模生产部门中，该部门仍在收集关于问题所在的数据，这是一个持续的学习过程。在未来，这些制造商将有统计过程控制，但现在它是如此的新，过程正在被完善，他们正在创建数据湖，以便他们可以回去检查哪里发生了问题。每次你改变一些东西，你就会重新开始你的学习曲线。

你会发现你的化学反应稍微好一点，这可能会让你比竞争对手更有优势，所以你会再做一次。接下来，你想要一个跑车的电池，现在它需要不同的尺寸。这是现在这个行业所处的一个循环。

想想家用电器的小电池的结构;对于大的汽车电池也是一样的。一旦它建成，它就被密封了，你不能再往里面看了——它就像一个黑盒子。你可以测试电流，但你不知道它内部结构的真正完整性。汽车制造商使用检测技术来检查他们从电池制造商那里购买的电池。如果出现问题，他们希望能够明确地知道问题出在哪里:是他们自己的问题，还是电池制造商的问题?

人们对锂离子电池安全的关注始于2016年，当时三星Note 7移动设备起火，突然之间，如果你用的是Note 7，你就不能登机了。在这种情况下，CT检查在失效分析中很重要，它表明根本原因是填充电极的几何形状。电极被放在一个非常小的手机壳里的果冻卷里，在某些角度变得太尖锐时，电极就会断裂。一旦它们受到物理损伤，就会在牢房里短路，引发火灾。

用于电动汽车或储能的电池组由模块组成，每个模块由多个电池单元组成。当在电池单体层面上检查电池时，工程师要观察机械制造、夹杂物、电极均匀性、内部连接(焊接)、电极在电池单体中的放置。如果我们仔细观察这个几何图形的空间检查，他们分析了电极之间的距离，它们的大小和相对于彼此的方向，它们与墙壁的距离和它们的角度。你可以用2D x射线系统做一些这样的事情，但你不能得到完整的信息，通常只有一到两种故障模式是可见的。有了CT，你就能得到细胞在盒子里的关键部分的全貌，这就是为什么它在手机的情况下如此有用。

随着电动汽车的量产，利用CT对电动汽车电池进行检测已成为一项重要的技术。我们在笔记本电脑和手机中使用锂离子电池已经有15年甚至更长时间了，如今一些最大的消费电子品牌都是我们的客户。在生产手机电池方面已经有经验的制造商开始为电动汽车生产更大的电池。但这是一个很大的范围上的变化，这是事情变得有趣的地方。我们现在有了一套不同的几何形状、容量和封装——这些电池中的所有模块都需要电池管理系统。这是一个全新的世界，尽管有很多相同的制造商。

汽车制造商正在使用CT进行故障分析。当他们从现场取回一个电池时，这个电池在车上坏了，他们要做的第一件事就是对它进行CT检查。正如我们所知，仅仅是打开电池的动作就会损坏它，他们不接触任何东西就能看到第一眼。CT检查可以让他们证明在打开之前错误就已经存在了。从安全的角度来看，这一点也很重要。如果技术人员不得不打开这样的模块，CT会告诉他们可以安全放置锤的位置。

凤凰套件给电动汽车制造商和电池制造商带来了安心。最著名的例子就是2021年美国汽车品牌与全球电池供应商之间的和解。某款汽车的电池出了大问题，导致该车型被全面召回。一旦电池被发现是问题所在，双方继续合作，但在达成10亿美元的赔偿协议后。所以，你可以看到经济价值和声誉问题。它证明了对电动汽车电池完整性的信心是多么重要——你可以用这个钱买很多我们的测试系统!

电动汽车和电池制造商目前使用的主要解决方案是凤凰V |多美| x系统可根据客户的不同需求提供不同的版本。

有趣的是，我们看到电池生产线上不断出现新的故障。这就是我们的系统CT真正能帮上忙的地方，因为你可以分析整个电池。其他测试设备专注于单一失效模式。它会对一个错误进行测试检查，当运行顺利时，就会弹出一个新的故障模式。CT不能做到这一点。在90%的情况下，我们的CT系统可以帮助检测故障，它们是灵活的，然后我们可以快速反应检查这些新的故障模式。

在未来，我们想要更多的计算机辅助诊断。目前，我们需要的是图像、体积数据和训练有素的操作人员，但我们的目标是引入更多的人工智能(AI)。我们已经在研究这个问题，但它很复杂，因为电池配置一直在变化。

一个大电池有点像一项资本投资:你想要确保它今天是健康和安全的，并跟踪它如何影响你的汽车未来的价值。目前，我们的技术还没有在“为电动汽车提供服务”的市场中使用，但它会到来的，因为没有其他方法来查看那些黑匣子内部。

在电动汽车中，没有人可以拆卸电机，所以电池是有价值的部分。你能为电池提供什么样的服务?汽车行业正在发生变化，但如果我们有点预言的话，汽车经销商就没有做这种工作的设备了。它们可以收集电力数据，但拆卸电池组是另一回事。我认为第二层服务中心将会出现，在那里他们会用CT系统等技术来检查你的电池。他们可以重新配置电池，或者在查看内部后，评估电池的价值。

假设你有一辆车，已经用了3年了，已经经过了保修期，但你仍然想卖个好价钱;买家需要电池的状况证明。这时你就可以投资并说，‘这是我电池的扫描结果，证明这是值得的。’

服务中心还将能够对模块进行重新充电或重新组装，更换CT检查发现的故障模块，以使电池恢复到满容量。这是昂贵的设备，但我相信那些配备了这些系统的人将成为电动汽车生态系统的一部分。