BIC社と一緒により優れたバッテリ を製造する

革新的なテストによって、EVバッテリのセルの
品質と歩留まりを向上させる

自動車の電動化は、自動車業界だけでなく、それ以外の分野にも大きな変革をもたらしています。この変革を達成するための重要な要素は、より優れたバッテリの入手と製造に懸かっています。1つのコンポーネントが、最終製品の品質、安全性、性能にこれほどまでに大きな影響を及ぼしたことはありませんでした。このような状況を認識した上で、NIとBattery Innovation Center (BIC) 社は、バッテリ製造プロセスにおけるテストの利用およびバッテリライフサイクル全体にわたるテストデータの効果的な管理に関する研究を通じて、バッテリの品質と歩留まりを向上させるために協力しています。

バッテリには特有の適用要件があるため、テストに関しては特有の課題があります。BIC社のCEO Ben Wrightsman氏は、NI Connect 2023において「バッテリのテストは、回路基板のテストよりも身体検査に近いと言えるでしょう。バッテリは人間と同じように非常にダイナミックであり、環境での使用状況に基づいて状態が変化し、それぞれ少し異なる動作をします」と話しました。 さらに、バッテリにはさまざまなフォームファクタ、サイズ、化学物質、容量があるため、高性能だけでなく非常に柔軟なテストシステムが求められます。

セルの内部動作を正確に理解して品質目標に対応し、最終的には不良を最小限に抑えるには、さらに高度な測定ソリューションが必要です。この業界は、伝統的に手作業が多く、範囲が限定され、最終品質検査で行われる従来のテスト方法に頼ってきました。これらの方法では、最終的に十分な洞察が得られず、多くのテスト時間が必要になります。これらの課題を克服し、より優れたバッテリを製造するために、NIはモジュール式PXIハードウェアプラットフォームとオープンソフトウェア環境に基づいたセル品質テストソリューションを開発しました。AC-IR、DC-IR、EISなどの技術を使用して、セルのインピーダンスをより正確かつ包括的にプロファイリングすることで、このソリューションは、エンジニアがセルの挙動をより正確に、より高速に、より小さい全体の設置面積で把握することに役立ちます。

ただし、先進のテスト方法だけでは不十分です。これらの方法をラボから生産現場に拡張すると、一連の課題が生じます。バッテリの製造は、数日～数週間の時間のかかるプロセスであり、不良が生じる可能性のある多くの工程があります。目標は、製造時間を数週間から数時間または数日程度に短縮すると同時に、障害発生ポイントを最小限に抑えることです。これを達成するには、最終品質検査のテストのみに頼ることから脱却する必要があります。「NIはBIC社と提携することで、バッテリ製造プロセス全体でテストする革新的な方法を研究しています。これにより、迅速かつより原因に近い場所で欠陥を検出できるようになります」とNIのEVバッテリ戦略リードEli Kerryは語ります。

^{NI Connect 2023でNIのバッテリセルテストソリューションを紹介するNIのバッテリ戦略リードEli Kerry。}

バッテリの生産規模を考慮すると、広範なテストと測定機能を統合するのは複雑な作業になります。数千のテストと測定ノードが必要なため、テスト資産管理を合理化する必要があります。接続されたスマートなテストシステムはソリューションを提供し、すべてのエンドポイントの効果的な調整、制御、管理を可能にします。これは組織内の全員が世界中のどこからでもテスト資産にアクセスし、管理または更新できることを意味しています。接続されたシステムを活用することで、新しいテスト測定技術をデプロイし、さまざまな製造プロセスにわたり貴重なデータを抽出できます。 

当社は、迅速かつより原因に近い場所で欠陥を検出できるように、バッテリ製造プロセス全体にわたってテストする革新的な方法を研究しています。

^{―NIのEVバッテリ戦略リードEli Kerry}

最終的に、より優れたバッテリを製造する鍵は、生成されるデータとバッテリのライフサイクル全体にわたるその価値にあります。バッテリメーカーやOEMは、データの力が単一のテストの結果を超えて影響することを認識しており、その活用に大きく注目しています。真の価値は、各バッテリライフサイクル全体およびすべての製造活動にわたって取得される包括的なデータにあります。高度なモデリング技術によって、このデータを利用することで、メーカーは各バッテリセルの特性をより深く理解することができます。これらの評価は、歩留まりと品質の向上のために重要であり、次世代の高性能バッテリへの道を拓きます。

BIC社とNIの提携により、より優れたバッテリの製造に向けた道が拓けます。

次のステップ:

• セル品質テストソリューションの詳細
• セル品質テストの基本と一般的なテスト方法を知る
• 「セル解析のトップ5のテクニック」のウェビナーを視聴する
• 2023年下半期のNI Automotive Journalのその他の記事を読む