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基于超声相控阵的动力电池模组汇流排焊接缺陷检测
| 论文题名： | 基于超声相控阵的动力电池模组汇流排焊接缺陷检测 |
| 关键词： | 电动汽车;动力电池;汇流排;焊接缺陷;无损检测;超声相控阵 |
| 摘要： | 近年来，随着新能源汽车市场规模的不断扩大，电动汽车发生安全事故的数量越来越多。电动车事故的起因大多数是动力电池的质量问题，而且除了电池，电动车其他部件的质量问题也不可忽视。所以，对新能源汽车动力电池的相关组件的检测就显得十分重要。动力电池组汇流排是一种电连接件，以金属铜和金属铝作为母材。由超声波焊接而成，具有优良的导电性能，是电池进行充放电时的接触点。作为动力电池模组中的一个重要部件，汇流排的抗拉强度和通电性能是其两个非常重要的指标。如果汇流排发生断裂、脱落，轻则影响电动汽车的动力性能，重则导致电池模组内电路发生短路，引起电池组燃烧。为了防止因动力电池组汇流排断裂、脱落而引发的安全事故，需要对汇流排的焊接缺陷进行全检。不过，当前主要手段是破坏性拉力试验，只能进行抽检，无法满足全检要求。 本文提出了基于一种超声相控阵C扫描的汇流排无损检测新方法。首先介绍了超声波反射原理、超声相控阵C扫描成像原理等。研究了相控阵C扫描图像处理技术，给出了声波反射率和声阻抗率的换算关系。采用自适应双阈值分割算法和底模区域提取算法对图像特征区域进行提取，采用邻域搜索快速算法对C扫描图像的焊接区域进行定位，采用高斯模糊和最大类间方差法进一步对焊疤轮廓进行提取，对焊点区域采用了图形化呈现方式，并计算出焊疤面积、贴合面积、焊点数量等评价指标。最后，利用模糊评判模型对待测工件进行综合评判。开发了超声检测软件，将检测结果与拉力试验结果进行了比对分析。 选用60个汇流排样本进行检测，并与拉力试验进行比对。实验结果表明，检测准确性大于95%。对样本进行重复检测，一致性大于98%。单个工件检测平均用时小于2.70秒。 |
| 作者： | 陈鉴锋 |
| 专业： | 仪器仪表工程 |
| 导师： | 李扬;汤锦升 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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