新型测试传感技术采用了人工智能

坐落于萨勒河畔哈雷市的Denkweit有限公司开发用于电池模块无损控制的测量仪器

电动车辆的电池系统须满足高质量要求,却迄今为止无法实现无损测试。哈雷(萨勒河)的DENKweit公司是从弗劳恩霍夫应用研究促进协会分离出去的一家初创企业。该企业开发了创新型的测试传感器系统,并融入了人工智能技术。蓄电池内的每块单池都处于监控之下,无论是在电池生产过程中还是在安装到车辆上之后。

“软包”、“包”,甚至“咖啡袋”,这些往往是电动汽车电池的构造形状。事实上,10乘15厘米大小的单池类似于袋子或饮料包。多米尼克·劳施(Dominik Lausch)和凯·考夫曼(Kai Kaufmann)带着诙谐的笑容提及网络上的一些视频,他们提醒道,最好别打开这些软包电池。这个视频展示了如若打开电池会发生什么:单池中的锂具有高活性且非常易燃。考夫曼说:“材料气密性的锁紧系统可确保电池不会着火。”他手上拿着的电池包密封度分布不均。考夫曼解释说,这种不均匀性因沉积物或短路而产生,他边说边将电池置于“DENKweit”品牌专门开发的测试装置的传感器下。这家扎根于萨勒河畔哈雷的年轻企业给自己起了一个响亮的德语名字,因为“德国制造”在世界市场上依旧享有良好的声誉。DENKweit有限公司目前为全世界的研究实验室提供其新型的测量仪器,这些研究实验室负责研发和优化电动汽车的蓄电池。

无损质量控制

电动汽车的电池系统根据功率不同由千万个整齐排列的锂离子电池包构成。“只要其中一个出现故障,就会造成整个电池的损坏,最糟糕的情况下会致使车辆起火。制造商当然希望避免此类现象发生。”劳施在解释的同时不忘提及DENKweit所研发的新技术所具有的“独特卖点”。这项技术首先能够在无接触的情况下实时测量大面积的电流强度和电流方向。背后的物理原理已经有两百多年的历史: “电流通过导体时会产生磁场。一旦一个组件有缺陷,电流强度或电流方向以及磁场都会发生变化。”劳施解释道。到目前为止,电池缺陷无法通过无损方式证明,只能通过抽样检查确定。

从光伏到电动出行的过渡

两年半前,科学家劳施、考夫曼和马库斯·帕佐德(Markus Patzold)从哈雷的弗劳恩霍夫硅光伏中心(CSP)脱离出来,建立了自己的初创公司,并标志性地将该企业命名为DENKweit(德语意思:思虑深远)。致力于光伏领域的三位物理学博士的初衷在于从自身专业领域出发谋划未来。三名志同道合的物理学家开发了一种内联装置,集成到生产中后能够自动筛选出有缺陷的太阳能电池组件。第二种手持装置可在操作期间监测安装的太阳能电池组件,并在早期阶段检测到缺陷。DENKweit于2019年因上述发明而被授予哈雷IQ创新奖和德国中部IQ创新奖。后者主要由大众汽车集团提供资金。此次获奖激励了三位企业家,他们决定在汽车行业开拓新市场。从萨尔河畔哈雷走来的“思想先驱”在萨尔茨吉特毛遂自荐,该地是大众汽车最新电动汽车的电池生产基地。企业家们介绍了自身发明的潜在应用领域,鼓舞了当地的工程师。新型的线传感器不仅能逐点测量磁场,还可以实时无接触地测量大面积的磁场,因此非常适用于检测缺陷和监测电池的质量。 此外,这些“有远见”的发明家将其现代传感器与机器学习算法结合了起来。软件能够自我学习并自动识别出电池中或焊接点的缺陷,并将测量结果转换成图像。劳施和他的团队为检测程序提供了大量缺陷电池系统及错误模拟的数据。劳施表示:“人工智能的神经网络必须输入数百个数据。而我们的程序只需要大约30张图片,便能从中生成许许多多的新图片。”

世界市场觅良机

这一技术让专业人士感到惊喜。去年,这家总部设在哈雷的年轻企业入选了大众汽车集团的初创企业融资计划。在“未来交通孵化器”中, DENKweit佐以技术专长后“重新思考”和“进一步发展”其富有远见的愿景,为自己赢得打开全球市场的机会。公司的发展潜力在于其实验室测试仪和全自动内联设备(可以集成于电池生产的任何环节中)以及手持设备(例如用于车间内的故障诊断)。

DENKweit为未来出行做好准备

企业的三大创始人如今带领着一支由16名员工组成的团队,其中包括软硬件的开发员、程序员和人工智能专家。为了应对市场未来的挑战,公司十分明智地关注后备力量的培养,积极寻找工程师、数学专家和信息学家,并与哈雷及马格德堡地区毗邻的大学保持着良好的关系。DENKweit不想放弃在萨安州的驻地。“我们的初创企业受到地方和联邦州一级行政政策部门的极大关注。我们很珍视这一点。”总经理劳施表示,沟通渠道的通畅和决策的高效是此地的优势所在,对于企业的初创和成长阶段而言恰恰十分重要。考夫曼也表示赞成:“我们致力和关心的主题在萨安州能够获得关注和倾听。”

作者:Kathrain Graubaum/IMG萨克森-安哈尔特公司。


 

电池部件作为电动汽车的能源储存系统具有核心作用。萨安州是德国蓄电池单池的生产基地,拥有傲视群雄的最佳定位,从电池化学和材料制造到电池开发再到测试,应有尽有。

 

 

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