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Inspección de las conexiones de la batería de un vehículo eléctrico mediante termografía

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La termografía permite detectar un calentamiento anómalo en las conexiones accesibles de las baterías de los vehículos eléctricos durante las pruebas de fin de línea (EOL). Durante una prueba eléctrica definida, una conexión con una respuesta térmica anómala puede presentar un patrón de temperatura superficial diferente al de

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La termografía permite detectar un calentamiento anómalo en las conexiones accesibles de las baterías de los vehículos eléctricos durante las pruebas de fin de línea (EOL). Durante una prueba eléctrica definida, una conexión con una respuesta térmica anómala puede mostrar un patrón de temperatura superficial diferente al de las conexiones equivalentes del mismo paquete.

Una cámara térmica fija captura el patrón de temperatura superficial sin entrar en contacto con el objetivo. La capa de análisis configurada puede comparar lengüetas visibles, terminales, zonas de barras colectoras u otras superficies de conexión expuestas, y transmitir el resultado de la detección al sistema de producción. La cámara térmica no ve a través de una cubierta opaca, no mide la resistencia de contacto ni comprueba si una conexión está suelta mecánicamente.

Por lo tanto, la tarea práctica es sencilla: identificar la conexión visible, capturarla en un punto repetible de la prueba de fin de línea (EOL), asegurarse de que la conexión abarque suficientes píxeles del detector para la comparación prevista y comparar su respuesta con una referencia adecuada.

Aplicaciones de supervisión de la producción y el montaje de baterías
Por qué una mala conexión puede producir un patrón térmico
Una conexión eléctrica conduce corriente y transfiere calor a los materiales cercanos. Si el estado de la conexión altera la forma en que se genera o se conduce el calor, la lengüeta, el terminal, la barra colectora o la superficie adyacente visibles pueden desarrollar un patrón de temperatura localizado o irregular. La termografía hace visibles estas diferencias espaciales en toda la superficie de conexión.

En la práctica, la cámara debe comparar áreas de conexión equivalentes en las mismas condiciones de prueba. Una conexión que muestre repetidamente un patrón térmico diferente al de conexiones normales comparables puede señalarse para una inspección eléctrica o de fabricación más exhaustiva.

Empiece por la superficie de conexión que la cámara puede ver
Detección de fugas en la carcasa de una batería mediante una cámara térmica en línea
La primera cuestión de diseño no es qué cámara comprar, sino qué superficie representa la conexión y si dicha superficie es visible desde una posición práctica en la estación de trabajo.

Entre los posibles objetivos se incluyen las lengüetas expuestas, las caras de los terminales, las zonas de las barras colectoras, las áreas de fijación u otra superficie conectada térmicamente a la unión. Las cubiertas de los paquetes, las protecciones, los accesorios, los cables, las herramientas de manipulación y los componentes adyacentes pueden bloquear el objetivo u obligar a adoptar un ángulo de visión pronunciado. Una unión oculta solo puede inspeccionarse si su estado genera una respuesta repetible en una superficie accesible.

Para cada objetivo, registre el tipo de conexión, la cara visible, la dimensión relevante más pequeña, las posiciones más cercana y más lejana de la cámara, el ángulo de visión disponible y la obstrucción prevista. Estos datos determinan el objetivo, el campo de visión, la posición de la cámara y el número de vistas.

El fabricante del paquete de baterías también define la prueba eléctrica que establece el intervalo de observación. El disparo de la cámara y la sincronización de la captura deben ajustarse a dicha prueba. Las imágenes tomadas en distintos momentos de un evento en el que la corriente varía no deben considerarse equivalentes.

Ten en cuenta conjuntamente la cámara, el objetivo y el campo de visión
El hecho de ver una conexión en una imagen térmica amplia no significa que ocupe suficientes píxeles del detector para la comparación prevista. El tamaño del objetivo, la distancia, la resolución del detector, el campo de visión del objetivo, el enfoque y el ángulo de visión interactúan entre sí.

Comprueba la posición de la cámara y el tamaño del objetivo:

Empieza con el objetivo de conexión más pequeño en la posición de cámara más alejada permitida.
Selecciona un objetivo candidato y calcula cuántos píxeles cubren ese objetivo.
Pruebe la visión con variaciones normales en la posición del paquete, el soporte, el enfoque y las obstrucciones.
Un objetivo más amplio puede cubrir más conexiones, pero asignará menos píxeles a cada una de ellas. Un objetivo más estrecho puede mejorar el muestreo del objetivo, pero puede requerir otra cámara o una vista desde otra estación. La elección final debe basarse en la geometría real del paquete, en lugar de en una recomendación genérica de resolución.

TN430 para una integración compacta y una captura más rápida
La cámara térmica de montaje fijo Raythink TN430 ofrece una resolución infrarroja de 384 × 288, frecuencias de fotogramas de hasta 50 Hz, múltiples opciones de objetivos y protocolos de comunicación industriales en un cuerpo compacto.

Es una opción a tener en cuenta cuando el objetivo seleccionado proporciona suficientes píxeles en cada conexión y la estación necesita una captura más rápida de un evento térmico cambiante o una integración industrial sencilla. Su idoneidad sigue dependiendo del tamaño del objetivo, la distancia, el objetivo, la sincronización y la ruta de datos requerida.

AT61 para más píxeles y enfoque motorizado
La cámara térmica con enfoque motorizado Raythink AT61 ofrece una resolución infrarroja de 640 × 512 y enfoque motorizado.

Es una opción adecuada cuando los puntos de conexión son pequeños y requieren más píxeles para la medición de la temperatura, o cuando el ajuste motorizado del enfoque resulta útil para la instalación. Una mayor resolución del detector no elimina la necesidad de verificar el objetivo, la distancia de trabajo, los píxeles del objetivo, el tiempo de captura y los requisitos de la interfaz.

Comparación de temperaturas entre diferentes puntos de conexión
A cada conexión visible se le puede asignar una región de medición coherente. La estación puede entonces comparar regiones de conexión equivalentes, comparar un objetivo con un área de referencia adyacente, medir la falta de uniformidad espacial a lo largo de la conexión o realizar un seguimiento de cómo cambia la región de medición durante la ventana de captura.

La comparación más útil depende del diseño del paquete. Las conexiones equivalentes pueden compararse por posición, mientras que las unidades de producción repetidas de la misma variante de paquete pueden establecer un rango de referencia normal. Una secuencia temporal breve puede resultar más útil cuando la prueba eléctrica produce un cambio de temperatura breve.

Antes de utilizar la inspección en la línea de producción, el fabricante del paquete de baterías debe establecer el rango normal a partir de paquetes representativos en buen estado. Si las muestras con conexiones defectuosas pueden someterse a prueba de forma segura, pueden ayudar a confirmar si la comparación revela una diferencia significativa. Los límites resultantes se aplican únicamente a ese diseño de conexión y a esas condiciones de prueba.

Resultado térmico Qué significa Uso en producción
Captura no utilizable El objetivo, el enfoque, la sincronización o la vista no eran adecuados Repetir o revisar la captura
El resultado de la ROI coincide con la referencia No se ha encontrado ninguna respuesta térmica inusual Continuar con el proceso normal de EOL de la línea
El resultado de la región de interés (ROI) difiere de la referencia: la conexión requiere una comprobación más exhaustiva. Envíela para una inspección eléctrica o de fabricación
Esta distinción es importante porque un objetivo bloqueado o una imagen con una sincronización incorrecta no son indicios de una mala conexión. Del mismo modo, una desviación térmica identifica una respuesta superficial inusual, pero no constituye por sí sola la causa raíz.

Controle los reflejos de las superficies metálicas de conexión
El metal desnudo o pulido puede tener baja emisividad y fuertes reflejos. El acabado de la superficie, los recubrimientos, la oxidación, la limpieza, el ángulo de visión y los objetos calientes cercanos pueden alterar la temperatura aparente, incluso cuando la conexión en sí no haya cambiado. La guía de Raythink sobre cómo la emisividad afecta a la imagen térmica explica por qué el material y el estado de la superficie son importantes a la hora de interpretar una lectura térmica.

Para la configuración de EOL, documente el material y el acabado del objetivo, el ángulo de visión, las fuentes de calor reflejadas, la distancia, el enfoque, las condiciones ambientales, el flujo de aire y cualquier ventana protectora. Si la configuración no permite una medición fiable de la temperatura absoluta de la superficie, compare los valores de temperatura aparente de superficies equivalentes en las mismas condiciones, en lugar de tratarlos como temperaturas absolutas.

Envía un resultado térmico claro a la línea de producción
El sistema térmico necesita una interfaz claramente definida con la estación de EOL. Las entradas típicas son la identidad del paquete, la selección de la receta y el disparador de captura. Las salidas útiles son la validez de la adquisición, las mediciones de la zona de interés (ROI), el resultado de la comparación, la marca de tiempo y el identificador de configuración.

El controlador o el sistema de calidad del fabricante del paquete de baterías determina si el paquete se aprueba, se vuelve a someter a prueba, se envía a una revisión más exhaustiva o se rechaza. La cámara proporciona datos radiométricos y la capa de análisis configurada genera el resultado de la inspección; ninguno de los dos sustituye a la confirmación eléctrica ni a la decisión de calidad del fabricante.

Los equipos pueden utilizar la visión general de Raythink | Raytron Industrial sobre el análisis con cámaras térmicas y los flujos de trabajo de datos para definir sus necesidades en cuanto a la región de interés (ROI) y el manejo de datos. Deben confirmarse los cálculos exactos, las interfaces, los datos conservados y la compatibilidad del software para la cámara y la configuración seleccionadas.

Prepare los detalles de la aplicación para Raythink | Raytron Industrial
Para evaluar una estación de inspección de conexiones de baterías de vehículos eléctricos, facilite:

planos o fotografías del paquete y de las conexiones;
el material del objetivo visible y sus dimensiones mínimas;
las distancias de trabajo más cercanas y más lejanas;
los ángulos de visión disponibles y las obstrucciones previstas;
el evento eléctrico de fin de vida útil (EOL) y el momento de captura propuesto;
las condiciones ambientales, de flujo de aire y de reflectividad pertinentes;
el método de comparación o confirmación; y
las interfaces de activación, datos y línea necesarias.
Póngase en contacto con Raythink | Raytron Industrial con esta información. Podemos evaluar la visibilidad del objetivo, las opciones de cámara y objetivo, los píxeles en el objetivo, el momento de captura, los controles de medición, los requisitos de la zona de interés (ROI) y la interfaz térmica para la estación propuesta.