국제에너지기구에 따르면, 야심찬 글로벌 넷제로 목표를 달성하기 위한 경쟁에서 2050년까지 전기차 20억 대가 추가로 도로에 있어야 합니다. 이러한 친환경 자동차에 전원을 공급하려면 리튬이온 배터리가 절대적으로 필요합니다.

하지만 해당 배터리에 결함이 있으면 어떻게 될까요? 작동하는 엔진에 조립되기 전에도 구동 배터리는 일반적으로 약간 충전된 상태로 운송됩니다. 완전히 방전된 배터리가 제조업체와 소비자 모두에게 용량 저하, 더 빠른 방전, 화재를 일으킬 수 있는 전기 단락과 같은 문제를 일으키기 때문입니다.

공급망의 어느 단계에서 발생하든, 예상치 못한 발화는 인명, 차량 및 운송 인프라에 치명적인 피해를 초래할 수 있습니다. 

글로벌 센서 제조 산업의 시장 리더인 SICK AG는 위험에 노출된 배터리를 감지하는 시스템을 개발하여 기업이 심각한 피해를 입기 전에 배터리 화재를 예방할 수 있도록 지원합니다.

Flir 열화상으로 배터리 화재에 대응

스위스의 16.9km 길이의 고타드 로드 터널과 같이 운송 인프라에 필수적인 페리 및 터널에서 핫스팟과 잠재적 화재를 감지하는 시스템을 성공적으로 개발한 SICK AG는 최근 특히 촉박한 일정이긴 하지만 흥미로운 제안을 받았습니다. 

이 회사는 새로운 조립 라인에서 EV 배터리의 잠재적 문제를 감지하기 위해 한 독일 자동차 제조업체의 연락을 받았습니다. 과제? 단 3개월 만에 배터리 생산 시 열폭주를 식별하기 위한 인터페이스를 설계, 테스트 및 구현하는 것이었습니다. 이는 그들 스스로도 인정하듯 일반적으로 완료하기까지 1년 이상 걸리는 프로세스였습니다.

그래서 SICK AG는 이 작업에 가장 적합한 열화상 기술을 공급받기 위해 Flir에 연락했습니다. 

이 시스템에는 각 배터리의 열폭주를 정확하게 테스트한 다음, 이상이 발견된 경우 교차 참조 및 분석할 수 있도록 데이터를 서버로 내보내고 전송할 수 있는 맞춤형 인터페이스가 필요했습니다. 

이 최첨단 시스템이 감지할 핫스팟의 규모를 신중하게 고려한 후, SICK AG는 Flir A70 스마트 센서 고정 장착형 열화상 카메라를 중심으로 새로운 구역 핫스팟 감지 시스템(AHD)을 구축하기로 결정했습니다.

라인에서: EV 배터리 결함에 대한 전체 보기

결함이 있는 배터리 하나가 제조업체에 얼마나 큰 비용을 초래할 수 있을까요? 

SICK AG의 제품 및 프로젝트 매니저인 Lukas Wallimann은 이 시스템이 자동차 제조 분야에 중요한 이유를 설명합니다.

“여기서 위험은 단순히 개별 배터리가 아니라 시설 전체입니다. 결함이 있는 장치 하나만으로도 매우 비싼 자동차에 돌이킬 수 없는 손상을 입혀 조립 라인을 떠나기도 전에 폐기 처리될 수 있습니다. 

“더 최악인 것은 화재로 생산이 중단될 경우 공장에 방치되는 수백만 파운드 가치의 귀중한 기계들입니다. 생산 라인과 더 넓은 공장에 피해를 줄 수 있을 뿐만 아니라 공장 가동이 중단되는 매 시간마다 수천 파운드의 비용이 발생할 수 있습니다.”

제조업체를 안심시키고 EV 배터리의 생산 및 사용을 최대한 안전하게 만들기 위해 AHD는 다른 검사 방법의 한계를 뛰어넘어 생산 라인의 모든 장치를 정확하게 검사합니다.

Flir A70은 한 번에 하나씩만 배터리 부품의 온도를 격리하고 측정할 수 있는 레이저 열화상 촬영과 같은 기존 검사와 달리 적외선 이미징을 통해 AHD가 각 배터리의 모든 요소를 명확하게 볼 수 있도록 합니다. 이를 통해 배터리가 실시간으로 Flir A70 열화상 카메라 아래를 통과할 때 AHD는 열 판독값이 높은 영역을 볼 수 있습니다. 이 시스템은 직원에게 잠재적인 문제를 경고하고 허용된 온도 임계값을 초과하는 장치가 물리적 또는 평판적 손상을 일으키기 전에 신속하게 라인에서 제거되고 적절히 처리되도록 합니다.

통합 용이성: 인터페이스에 관계없는 우수한 검사

짧은 납기 시간에도 불구하고 SICK AG는 Flir A70의 기능을 거의 모든 환경에 제공하기 위해 다양한 시스템과 통합할 수 있는 다목적 센서 시스템을 만들었습니다. 

고객은 이 시스템이 ProfiNet(산업 이더넷을 통한 데이터 통신의 기술 표준)을 통해 통신하고 분석을 위해 데이터를 원격으로 저장 및 공유할 수 있기를 원했습니다. 완전히 자동화된 프로세스는 사용 가능한 재고를 폐기하게 만들 수 있는 반면, AHD 시스템은 작업자가 개입하도록 유지하여 상황에 따라 데이터 기반 결정을 내릴 수 있도록 실시간 정보에 대한 액세스를 제공합니다.

ProfiNet 및 I/O 인터페이스를 통해 구형 생산 라인을 개조하여 속도를 높이는 데 이상적이므로, 이 시스템은 TCP/IP 인터페이스를 통해 상위 시스템에 통합되거나 구형 시스템에 통합될 수도 있습니다. 

고성능, 높은 표준: Flir 열화상을 선택하는 이유는 무엇입니까?

Lukas Wallimann은 "Flir A70 카메라는 매우 잘 만들어졌기 때문에 자동차 제조와 같은 산업 환경에서 사용하기에 이상적입니다"라고 덧붙입니다. “하우징은 견고하며 센서는 사용하기 쉽고 직관적입니다. 손에 쥐어보면 품질 좋은 제품이라는 것을 느낄 수 있습니다. 

“하드웨어 이외에, 우리에게 가장 큰 장점은 개발 기간 및 응용 엔지니어링 전반에 걸친 Flir의 지원이었습니다. 그들은 기술적 문제나 통합 문의를 돕기 위해 항상 대기하고 있었고, 그렇지 않으면 번거로웠을 작업을 훨씬 쉽게 만들어 주었습니다.”

SICK AG의 Area Hotspot Detection System은 지금 구매할 수 있습니다.