Đo điện trở hàn để cải thiện hiệu suất của pin lithium-ion

Tập trung vào chất lượng mối hàn để tăng hiệu suất của pin xEV
Giúp cải thiện chất lượng với phép đo điện trở siêu thấp chính xác và tốc độ cao

Bối cảnh

Giải quyết nhu cầu đánh giá chính xác và không phá hủy chất lượng của các mối hàn trong pin sớm hơn trong quá trình sản xuất.

Trong bối cảnh nhận thức toàn cầu ngày càng tăng về sự cần thiết phải đạt được các Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDGs) của Liên Hợp Quốc, nhiều quốc gia và công ty đã và đang nỗ lực để hiện thực hóa một xã hội khử cacbon, trung hòa các-bon. Trong bối cảnh của nỗ lực đó, động thái được dự báo hướng tới năng lượng tái tạo và xe điện có khả năng thúc đẩy thị trường tiếp nhận và sử dụng pin sạc (pin thứ cấp). Pin lithium-ion đặc biệt có khả năng chứng kiến sự tăng trưởng nhu cầu đáng kể khi xe điện được áp dụng rộng rãi.

Nhu cầu về pin lithium-ion, loại pin có tuổi thọ dài và mức độ an toàn cao, đang tăng lên trong bối cảnh kỳ vọng về loại pin có công suất cao hơn, lớn hơn và rẻ hơn đáng kể. Khi việc sử dụng pin lan rộng ra nhiều lĩnh vực, khách hàng đã tìm kiếm những cải tiến bổ sung về hiệu suất của pin lithium-ion.

Là một nhà sản xuất ô tô tập trung vào phát triển xe điện khi hướng tới thị trường toàn cầu, Công ty J đã dành nhiều giờ phát triển để cải thiện hiệu suất của bộ pin lithium-ion được sử dụng trong xe điện. Sau nhiều lần thực hiện các cải tiến toàn diện để tăng hiệu suất của bộ pin, trong những năm gần đây, công ty đã chuyển trọng tâm sang cải thiện chất lượng các mối hàn trong pin. Các mối hàn được sử dụng trong nhiều bước nối khác nhau trong suốt quy trình sản xuất pin và bộ pin. Các khiếm khuyết về chất lượng của các mối hàn liên quan đến các mạch điện là đặc biệt nghiêm trọng vì chúng có thể ngăn không cho pin và bộ pin phát huy hết hiệu suất của nó.

Cho đến nay, Công ty J đã giám sát hoạt động của thợ hàn và loại bỏ các sản phẩm bị lỗi bằng cách kiểm tra trực quan và kiểm tra các mối hàn khớp với hình ảnh. Tuy nhiên, kiểm tra phá hủy các mối hàn như là một phần của kiểm tra lấy mẫu đã chứng minh độ tin cậy thấp của các đánh giá đạt-không đạt bằng cách tiết lộ rằng các sản phẩm được cho là không có khuyết tật thực ra là có khuyết tật và các sản phẩm bị loại bỏ vì được cho là có khuyết tật thực ra không có khuyết tật. -bị lỗi. Bằng cách cho phép chúng chuyển sang các quy trình sản xuất tiếp theo, việc chậm phát hiện các sản phẩm bị lỗi có tác động đáng kể đến chi phí sản xuất pin. Trong trường hợp xấu nhất, các sản phẩm bị lỗi có thể được chuyển ra thị trường. Công ty J đã nghiên cứu cách họ có thể đánh giá chất lượng pin một cách chính xác và không phá hủy ở giai đoạn đầu của quy trình sản xuất.

Lý do chính để khách hàng chọn Hioki

Rất khen ngợi máy kiểm tra chuyên dụng có thể đo điện trở siêu thấp một cách nhanh chóng và chính xác mà DMM không thể phát hiện được

Trong nỗ lực định lượng các khía cạnh của chất lượng mối hàn không dễ dàng quan sát được và để làm như vậy theo cách có khả năng tái sản xuất cao, Công ty J đã tăng cường kiểm tra chất lượng thông thường với trọng tâm là đo điện trở của mối hàn. Các giá trị điện trở cao có thể gây nóng trong quá trình sạc và xả pin lithium-ion, điều này có khả năng dẫn đến cháy cũng như giảm hiệu suất. Công ty đã kết hợp các phép đo điện trở mối hàn vào quy trình sản xuất từ quan điểm kép về hiệu suất và độ an toàn của pin.

Tuy nhiên, thời gian dành cho phép đo điện trở phải được giảm thiểu do nhu cầu sản xuất pin lithium-ion càng nhanh và với số lượng càng lớn càng tốt để đáp ứng nhu cầu toàn cầu ngày càng tăng. Hơn nữa, không giống như các linh kiện điện tử, nơi có xu hướng thu nhỏ, pin ô tô, thanh cái và các bộ phận liên quan chỉ ngày càng lớn hơn. Xu hướng ngược lại đối với các giá trị điện trở là giảm. Các nhà sản xuất phải đối mặt với những thách thức khắc nghiệt khi họ tìm cách đo chính xác các giá trị điện trở cực nhỏ theo thứ tự microohms trong các thành phần lớn.

Ban đầu, Công ty J đo điện trở của mối hàn bằng cách sử dụng cùng một đồng hồ vạn năng kỹ thuật số (DMM) mà công ty sử dụng trong các quy trình đo điện áp. Tuy nhiên, sau khi nhận ra rằng khả năng đo điện trở của các thiết bị như vậy là không đủ để phát hiện chính xác điện trở siêu thấp của các mối hàn, công ty bắt đầu xem xét liệu có nên mua các thiết bị chuyên dụng dành riêng để sử dụng trong đo điện trở siêu thấp hay không. Sau khi thu thập thông tin từ một số nhà cung cấp, hãng xe này đã chọn Máy đo điện trở Hioki RM3545-02.

RM3545-02 kết hợp chuyên môn và công nghệ để đo chính xác điện trở do Hioki tích lũy khi phát triển nhiều máy đo điện trở và tích lũy được thành tích thành công trong nhiều ngành công nghiệp. Khả năng của sản phẩm đo điện trở trong phạm vi rộng, từ 0,01 μΩ đến 1200 MΩ, đáp ứng các yêu cầu của Công ty J, cũng như thế mạnh đặc biệt của sản phẩm trong việc đo điện trở siêu thấp (điện trở cực thấp).

Bộ pin bao gồm nhiều ô pin được kết nối tạo ra điện áp lớn.
Khi đo điện trở của các mối hàn thanh cái của bộ pin, những điện áp lớn này có thể gây hư hỏng thiết bị, kéo theo thời gian ngừng hoạt động trên dây chuyền sản xuất khối lượng lớn. Công ty J cũng đã lắp đặt bộ điều hợp bảo vệ có vai trò ngăn chặn đầu vào quá áp như vậy.

Lợi ích

Tự động đo điện trở siêu thấp của các mối hàn với Độ chính xác, an toàn và nhanh chóng

Công ty J đã xây dựng một hệ thống có khả năng tự động đo điện trở siêu thấp một cách chính xác, an toàn và nhanh chóng trong quá trình kiểm tra mối hàn thanh cái của bộ pin bằng cách nhúng Đồng hồ đo điện trở RM3545 vào Máy kiểm tra đầu đo dò bay FA1240-61. Trong phép đo các mối hàn thanh cái của bộ pin, sự chênh lệch chỉ 1 mm ở các vị trí mà đầu dò thực hiện phép đo có thể khiến các giá trị đo được thay đổi hàng chục microohm. Bằng cách này, độ chính xác của việc định vị là rất quan trọng và công nghệ thăm dò tiên tiến của Hioki giúp đo điện trở tự động, chính xác.

Trong các quy trình kiểm tra khác, Công ty J đã thực hiện thử nghiệm đa kênh, tốc độ cao để giảm thời gian đo điện trở mối hàn cho các thành phần như tấm điện cực và dây dẫn tab bên trong tế bào pin. Mô-đun Z3003, có thể được lắp đặt trong một khe cắm trong RM3545-02, cho phép một thiết bị duy nhất chuyển đổi giữa tối đa 20 kênh ở tốc độ cao. Do đó, công ty có thể thử nghiệm nhiều sản phẩm được vận chuyển trên một khay cùng một lúc, cho phép cải thiện hiệu suất trên dây chuyền sản xuất với chi phí thấp và không mở rộng dấu chân của thiết bị được lắp đặt.

Nhờ hệ thống kiểm tra tự động này, kết hợp RM3545-02 với FA1240-61 và Z3003, Công ty J có thể định lượng chính xác chất lượng mối hàn theo cách mà trước đây chỉ có thể thực hiện được thông qua thử nghiệm phá hủy. Điều phối viên chịu trách nhiệm về quyết định mua hàng bày tỏ sự tin tưởng rằng khả năng thực hiện phép đo điện trở siêu thấp một cách tự động, ở mức âm lượng và ở tốc độ đã giúp cải thiện hiệu suất và chất lượng của pin lithium-ion được sử dụng trong xe điện.

Nhìn về tương lai, Công ty J đang xem xét mua Switch Mainframe SW1002 và Multiplexer Module SW9001, có thể được thêm vào làm thiết bị ngoại vi để tăng số lượng kênh đo lên tối đa 132 ch, trong nỗ lực tăng tốc hơn nữa các quy trình kiểm tra và tăng cường an toàn.

Công ty J cũng đang xem xét dòng sản phẩm Máy kiểm tra pin BT356x, có thể đáp ứng điện áp lên tới 1000 V.

Trong tương lai, nhà sản xuất ô tô có kế hoạch tiếp tục tranh thủ sự hợp tác của Hioki, công ty cung cấp nhiều lựa chọn, để theo đuổi R&D với mục tiêu cải thiện hiệu suất của pin lithium-ion.

Sản phẩm đã mua

• 

  Máy đo điện trở RM3545-02

• 

  Bộ ghép kênh Z3003

• 

  Bộ chuyển đổi bảo vệ（Đặt hàng đặc biệt）

• 

  Máy kiểm tra đầu đo dò bay FA1240-61

Sản phẩm khách hàng dự định mua trong tương lai

• 

  Chuyển đổi máy tính lớn SW1002

• 

  Mô-đun ghép kênh SW9001

• 

  Pin HiTester BT3564