应用分享 | 锂电行业电芯六面检测

• 关键词：西克,传感器,锂电池
• 摘要：​随着现代社会的不断进步，移动设备越来越多，新能源电动车也逐渐普及，得力于锂电池技术的发展和广泛应用。锂电池是一种由锂离子材料组成的电池，具有重量轻、能量密度高、充放电效率高等优点，广泛应用于新能源汽车、储能系统、移动设备、电子产品等领域。

随着现代社会的不断进步，移动设备越来越多，新能源电动车也逐渐普及，得力于锂电池技术的发展和广泛应用。锂电池是一种由锂离子材料组成的电池，具有重量轻、能量密度高、充放电效率高等优点，广泛应用于新能源汽车、储能系统、移动设备、电子产品等领域。

而电芯作为锂电池包的最小组成单元，其表面质量对整个电池的安全性能和寿命有着至关重要的影响。因此，对于锂电池生产工厂，电芯表面检测是一项非常重要的工作。

电芯六面检测的目的是为了检测电芯的表面是否存在缺陷、损伤等问题，以确保电池的质量和安全性能。具体来说，电芯表面检测内容包括以下几个方面: 检测电芯的表面是否有裂痕、起泡、划痕、变形等缺陷。

储能电芯3D检测需求

1.气泡检测

①  气泡面积0.1-0.25mm²≥3个时，

深度≥0.1mm，需识别并判断NG;

②  气泡面积在>0.25mm²时，

深度≥0.1mm，需识别并判断NG。

2.皱褶检测

① 大面以及侧面褶皱宽度>0.3mm，

长度>1mm，需识别并判断NG;

3.异物检测

① 包膜过程中壳体表面附着异物，直径0.3~0.5mm，高度≥0.1mm，数量≥5个，需识别并挑出。

② 包膜过程中壳体表面附着异物，直径≥0.5mm，高度≥0.1mm，数量≥1个，需识别并挑出。

4.顶盖检测

① 极柱外观，黑色顶贴片翘起检测，防爆阀铝壳凹凸检测等

相机选型

1.主要特点以及参数

电芯大面扫描相机选用RulerXR 150相机，小面扫描选用Ruler3010。

拥有ROCC 超高速扫描技术的SICK CMOS sensor，最大频率46KHz。

超高性能 3D 图像， 支持双重曝光功能。

在一台设置中同时得到 3D 图像，亮度图像，散射图像。

简单易用的SDK

2.安装示意图

电芯各个面成像效果

1.电芯顶盖3D成像效果

2.电芯大面成像效果

3.电芯侧面3D成像效果

4.电芯底面3D成像效果

检测效果

1.气泡成像以及检测效果

2.皱褶成像以及检测效果

3.异物成像以及检测效果

4.电芯底面3D成像效果

5.棱角压伤成像 

6.交互界面

 EasyRanger实现电芯表面检测的交互界面

7.常规算法刮痕过程及效果图

在SICK EasyRanger图像处理平台中，简单操作就可实现3D图像处理编程。EasyRanger提供众多的3D图像计算工具，如定位工具，几何运算工具，拼接工具，图像预处理工具等，支持扩展自定义工具。

针对电芯表面检测应用，在EasyRanger既可选用常规算法检测，也可采用深度学习工具进行智能检测。

8.常规算法凸起异物过程及效果图：

总结

SICK RulerX系列3D相机实现电芯六面检测，具备明显优势：

1. 高速，相机参数扫描频率最高46KHz。在电芯的六面检测应用中，兼顾检测视野和合适曝光， RulerX 70可以达到15KHz的扫描频率， 扫描分辨率设置0.03mm, 扫描速度可达到450mm/s。   

2. 精细入微的点云成像，RulerX 基于强大的感光芯片，结合亚像素高精度算法，实现机器视觉真正的“所见即所得”，前面列出的3D图效果体现出这一点。

3. 具备多重扫描功能。单台相机的一套参数设置即可同时获取到3D图像，亮度图像，散射图像。特别针对金属表面的检测，三图结合分析判断起到事半功倍效果。

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