VoltScope 電馳誌

德國研發高速X光系統 每秒千幀實時透視電池內部動態

德國弗勞恩霍夫高速動力學研究所與福斯集團電池製造商PowerCo合作,開發出每秒可拍攝1,000張影像的高速X光系統,首度實現大型稜柱電池內部氣體生成、材料位移與裂紋擴散的即時觀測,將用於提升電池安全性與設計優化。

Editorial Team2026/8/20更新 2026/8/20

突破性技術揭示電池內部動態

德國弗勞恩霍夫高速動力學研究所(Fraunhofer EMI)與福斯集團旗下電池製造商PowerCo共同開發出一套高速X光攝影系統,能以每秒1,000張影像的速度,實時捕捉大型稜柱電池在負載狀態下的內部變化。這項技術首度讓研究人員能直接觀測電池內部的氣體生成、材料位移與裂紋擴散等關鍵過程,為電池安全設計與效能優化提供前所未有的洞察。

Fraunhofer EMI電池安全專家Sebastian Schopferer表示,這套系統能在電池失效的瞬間,以最高解析度呈現內部變化,徹底改變電池設計與安全評估的方式。他指出,過去研究人員只能透過模擬或破壞性測試推估電池內部狀態,而這套系統則提供了直接觀察的可能性。

保護腔體確保極端條件下穩定運作

為應對鋰離子電池熱失控時產生的高溫高壓環境,Fraunhofer EMI開發了專用保護腔體,有效隔離X光元件與極端條件,確保系統在電池失效時仍能穩定運作。這項設計被視為系統開發的關鍵工程里程碑,使研究人員能安全地觀測電池在極端狀態下的行為。

該系統整合了多重感測器,能同步記錄電池在測試過程中的溫度、壓力、電壓與氣體流動等數據,提供全方位的監測能力。這些數據不僅有助於評估電池設計的安全性,還能用於改進現有的模擬模型,提升電池效能與可靠性。

已應用於車廠測試 2028年將進駐量產基地

Fraunhofer EMI透露,這套高速X光系統已應用於多家德國車廠的電池測試,包括福斯與奧迪。研究團隊利用該系統分析了熱失控時的材料噴射行為,以及多電池串聯時的失效傳播模式,相關數據已被用於評估電池設計的安全性,並優化模擬模型的準確度。

根據合作協議,Fraunhofer EMI與PowerCo將於2028年在PowerCo位於德國Salzgitter的生產基地部署這套系統。Fraunhofer EMI將負責提供材料研究、電池濫用測試與高速成像技術,而PowerCo則提供量產需求與實際電池樣本。雙方表示,初步測試結果已應用於PowerCo的量產電池開發流程。

PowerCo技術長HW Vassen強調,這套系統首度讓電池內部的動態過程以實時且慢動作的方式呈現,提供前所未有的深度洞察。他指出,這項技術將大幅加速電池安全與設計的優化,並推動創新技術的工業化應用。Fraunhofer EMI與PowerCo將其描述為一個模組化平台,可擴展至不同電池格式與新型電池化學材料,為未來電池技術的發展奠定基礎。

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