잘못 체결된 전기 자동차 배터리 모듈을 식별하는 방법
고객 당면 과제
전기차에 전원을 공급하는 데 사용되는 배터리는 여러 개의 작은 배터리를 한 데 묶은 대형 모듈의 형태를 지니고 있습니다. 견고한 프레임과 함께 설치되는 이러한 배터리 모듈은 서로 체결되어 전기차가 사용하는 배터리 팩으로써 전력을 공급하게 됩니다. 모듈 간의 기계적 체결에 이상이 생길 경우, 저항 값이 높아져 전원 손실이나 배터리 화재 등의 사고가 발생할 수 있습니다.
그러나 이러한 배터리 모듈 간의 기계적 체결을 검사하는 일은 상황에 따라 상당히 까다로울 수 있습니다. 실화상 카메라를 이용한 검사 시스템의 경우, 각 부품이 올바른 위치와 방향으로 체결되어 있는지 확인하는 데에는 유용하지만, 체결의 전기적 연속성을 확인하는 데 사용하기는 어렵습니다. 또한 커넥터의 표면이 반사되어 조명 및 카메라 배치에 문제가 발생할 우려도 있습니다.
더불어, 전기차 배터리 모듈 제조사는 여러 검증 및 최종 라인 테스트의 성능에 대한 이력 기록 또한 유지해야 합니다. 이를 위해서는 정확하고 반복 가능한 측정 도구를 활용하여 테스트 결과 데이터를 신속하게 비교하여 관련 추세와 잠재적 문제점을 파악할 수 있어야 합니다. 이러한 데이터는 체결 불량으로 화재가 발생하여 법적 분쟁으로 이어진 경우, 증빙 자료로 활용할 수 있습니다.
전기차 배터리 팩은 여러 개의 작은 배터리로 구성된 하나의 대형 모듈로 구성됩니다.
해결책
제조업계에서는 전기 시스템을 검사하는데 상당히 오래 전부터 열화상 카메라를 사용해왔습니다. 특히, 열화상 카메라는 불량하거나 느슨한 체결로 인한 저항 증가로 발생하는 온도 상승을 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 불안정한 부하, 전기 회로의 과부하, 절연 저하 또는 전선 손상을 비롯한 기타 잠재적 문제를 식별하는 데에도 큰 도움이 됩니다.
FLIR A-시리즈 스마트 센서와 같은 같은 고정 설치식 열화상 카메라는 전기차를 생산할 때, 각종 자동화 공정에 손쉽게 설치해 활용할 수 있습니다. FLIR Bridge Pro를 사용하여 기존에 사용하던 인프라 또는 CMMS 소프트웨어에 연결하면 생산 공정에 가치를 더하고 활용성도 높일 수 있습니다.
열화상 카메라는 핫스팟을 식별할 수 있을 뿐만 아니라, 이미지 상의 모든 픽셀을 대상으로 정확한 온도 정보를 제공합니다. 이러한 온도 정보는 최종 사용자가 다양한 크기와 유형의 체결부를 모니터링하는 데 큰 도움이 됩니다. 배터리 팩의 물리적 크기, 모니터링항 체결부의 위치 및 카메라를 장착할 수 있는 위치에 따라 하나의 카메라를 단독으로 사용하거나, 동시에 여러 개의 카메라를 연결해 사용할 수 있습니다.
결과
전기차 배터리 생산 및 테스트 공정에 열화상 카메라를 도입하면 배터리 팩 및 케이블 연결의 무결성에 대한 신뢰도를 높일 수 있습니다. A70 과 같은 고정 설치식 모델은 잠재적으로 느슨한 체결부를 더 많이 식별해낼 수 있으며, 최종 생산된 배터리의 결함을 줄이는 데에도 도움이 됩니다.
배터리 팩 대상 FLIR A70 열화상 카메라 모니터링 검사
하나의 허브를 통해 열화상 및 센서 데이터를 수집하는 산업용 사물 인터넷(IIoT) 에지 게이트웨이인 FLIR Bridge를 사용할 경우, 배터리 제조사는 원하는 소프트웨어를 활용해 열화상 데이터 전송 절차를 간소화할 수 있습니다. 특히, FLIR Bridge는 열화상 데이터를 다른 센서 데이터 및 일련 번호 정보와 통합하는 데 도움이 되기 때문에 문제가 발견된 체결부는 검사나 수리를 위해 태그를 지정해 둘 수 있습니다. 이렇게 열화상 카메라를 활용하면 체결부 문제를 줄이고 더욱 많은 데이터를 확보하는 동시에 더 안전한 전기차 배터리를 생산하는 등의 효과를 기대해 볼 수 있습니다.
FLIR 비파괴시험(NDT)/소재 실험에 대한 자세한 내용은 홈페이지(www.flirkorea.com/instruments/science/ndt-materials-testing)에서 확인하실 수 있습니다.
