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Os equipamentos de metrologia de ZEISS oferecem uma inspeção integral para todos os componentes relacionados com a E-Mobility

A análise de baterias para automóveis com equipamentos de metrologia ajuda a aumentar o seu rendimento

Redacção Interempresas14/06/2022

O setor automobilístico tem observado como tem aumentado a procura de veículos elétricos em todo o mundo nos últimos anos, o que levou a novos desafios em termos de funcionamento das baterias. Os equipamentos de metrologia de ZEISS podem inspecionar a qualidade integral e o comportamento dos componentes que formam a e-Mobility: Bateria, Eletrónica de Potência, Motor Elétrico e Transmissão da energia ao eMotion.

Os equipamentos de metrologia contribuem na obtenção de uma análise do comportamento das baterias

Para um automóvel elétrico é vital o papel que desenvolvem as baterias em termos de desempenho, autonomia e longevidade. Por isso, deve-se monitorizar e compreender as propriedades da bateria, o nível de material, elétrodos, células, módulos e compartimentos de células. Este desempenho altera-se ao longo da vida útil, o inchamento e a contração para a sua carga, de forma repetida, implica uma propagação de fendas, uma evolução de vácuos, uma perda da estabilidade mecânica, a conetividade e, portanto, isso quer dizer que a bateria perde capacidade de carga.

Os equipamentos de metrologia realizam um mapeamento da atividade elétrica que se dá na bateria a um nível de microescala e isso permite elaborar um mapa de condutividade dos materiais ativos da bateria. As células das baterias consistem de componentes chave tais como cátodos, ânodos, separadores e eletrólitos. A geometria dos elétrodos dentro destas células será muito importante para a eficiência da bateria. Isto torna imprescindível a gestão e análise do comportamento dos elementos das baterias para oferecer a máxima segurança ao utilizador, um curto-circuito elétrico poderia levar a uma indesejável combustão. A ZEISS, devido às suas soluções em metrologia, pode proporcionar dados de microestrutura interna 3D, mostrar a curvatura dos coletores de corrente, a contaminação por partículas para evitar a formação de dendrites de lítio e inseguranças no comportamento das baterias.

Outra tipologia de bateria que podem utilizar os veículos elétricos é a pilha de combustível (FCE, Fuel Cell System). A energia para alimentar todo o motor elétrico é fornecida por reações eletroquímicas. Neste tipo de baterias existem muitas células individuais dispostas em série e conectadas entre si, fazendo com que as soluções em metrologia e microscopia se tornem indispensáveis para o controlo de qualidade. Estas tecnologias permitem inspecionar os revestimentos, os defeitos superficiais, incluindo a contaminação ou os cordões de soldadura.

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A ZEISS conta com diferentes equipamentos de metrologia que investigam todos os elementos da eMobility

Como temos visto, é muito importante analisar corretamente os diferentes aspetos das baterias para automóveis, possuir uma boa obtenção de dados e saber como as baterias se comportam ao longo da sua vida útil para permitir um melhor desempenho e otimização das suas qualidades. A ZEISS conta com diversas soluções em metrologia para isto.

A gama de microscópios da ZEISS como o Smartzoom 5, GeminiSEM 300 ou o LSM 900 Mat, dispõem de luz, eletrões, raios X e sistemas de imagem que permitem desenvolver e garantir a qualidade de análise no campo da eMobility. São capazes de examinar a microestrutura de materiais energéticos e inspecionar opticamente os componentes mais pequenos das baterias, respondendo assim à crescente procura de análise no setor.

Outra gama da ZEISS, crucial no estudo de baterias, são as máquinas de medição por coordenadas como, por exemplo, os modelos Prismo, Contura e O-Inspect. Estas máquinas de medição podem combinar uma medição tátil e ótica muito precisa e a uma alta velocidade de medição. O campo da eMobility necessita de trabalhar e inspecionar componentes com tolerâncias muito pequenas que estas máquinas de medição são capazes de oferecer.

O terceiro grupo chave dos equipamentos de metrologia de ZEISS, para a análise de comportamento das baterias dos automóveis elétricos, é realizado com o scanner ótico 3D ZEISS T-SCAN Hawk o ATOS Q. Estas tecnologias de medição são capazes de digitalizar, medir e avaliar com rapidez e precisão. O sistema de projeção de faixas ou o scanner portátil de triangulação a laser permite analisar o controlo de qualidade das baterias e motores elétricos no final da vida do produto.

As máquinas de medição 3D, como o ATOS ScanBox, são capazes de cobrir todos os processos de análise, desde a programação até a digitalização automática, a inspeção ou os relatórios. Oferecem um controlo de qualidade exaustivo dos diferentes componentes da eMobility e a possibilidade de análises automatizadas dos desvios do produto entre as coordenadas 3D reais e os dados CAD.

Por fim, dentro das soluções em metrologia, encontram-se as máquinas de inspeção por raios X como a ZEISS Metrotom, Xradia ou VoluMax. Estas máquinas de medição revelam, de forma não destrutiva, dados que normalmente estão ocultos. Em aspetos da eMobility é essencial inspecionar, medir e analisar as estruturas internas e externas dos componentes.

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Carl Zeiss Iberia, S.L.

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