横河電機株式会社
横河ソリューションサービス株式会社

給電用バスバーの健全性監視 (車載用リチウムイオン電池アプリケーション)

DTSX は、光ファイバケーブルを温度センサーとして用いる、ユニークで革新的な温度モニタリングシステムです。

現状の課題

リチウムイオン電池製造停止を招くバスバーの異常過熱

大容量電流を供給できるバスバーは、車載用リチウムイオン電池製造ラインで大量の電池への充電などの電源供給母線として用いられます。
電源ラインの健全性監視は重要ですが、現状では、人による定期点検のみであり、電源ラインをもれなく、かつ常時監視することができていません。

バスバーに異常が発生した場合、電源ダウンは突然起こります。
原因はバスバーの接合部分の過熱による破損や焼損です。

リチウムイオン電池製造停止を招くバスバーの異常過熱
バスダクト
バスダクト

バスバー同士はボルト締めなどで連結接合されますが、地震などで締めがゆるむと電気抵抗が増加し、温度上昇が起こります。
過熱はさらに電気抵抗を増加させるため、接合部の破損や焼損を招くおそれがあります。

電源停止は、電池製造ライン停止に直結し自動車製造工程に大きく影響します。
納期遅延 / 信用力低下 / 製品競争力低下など、あらゆるリスクが考えられます。

 

ソリューションとベネフィット

光ファイバケーブルでバスバーの健全性を見える化

バスバーはバスダクトに収納したうえで、天井裏や床下などアクセス困難な場所に配置されるため、人がくまなく点検するのは難しく異常を見逃すリスクがあるうえ、異常の早期発見はできません。
また、電気式温度センサーの場合、バスバーの大容量電流による強い電界の影響を受け正常に測定ができません。

線形熱感知器 DTSX1 であれば、光で温度測定するため、 バスバーからの強い電界の影響を受けることはありません。
バスバーの異常過熱はバスダクトにも伝導します。

光ファイバケーブルでバスバーの健全性を見える化

そのため光ファイバケーブルをバスダクトに這わせるだけでバスダクト全長の温度分布を常時監視でき、バスバーの異常過熱を見逃さず健全性を確保できます。DTSX 1 台で、バスダクトの全ルートをカバーすることが可能なため、人や既存温度センサーでは不可能だった電源ライン健全性の常時監視を経済的に導入できます。

DTSX1 はデータセンタなどリチウムイオン電池以外の他業種のバスダクトでも同様に使われています。

 

DTSX による「光ファイバセンシング」の特長

光ファイバケーブルそのものが温度センサーになります

光ファイバケーブルそのものが温度センサになります

1 m ごとの温度分布監視

  • 監視距離: ~ 50 ㎞
  • 監視温度: -200 ~ 300 °C
  • 最短監視周期: 約 5 秒
  • 温度分解能: 0.03 °C

*: 各仕様は条件に依存

おもな特長

  • 広いエリア、普段人が立ち入らないエリアでも、24 時間 365 日監視可能
  • 電源不要 / 防爆 / 電磁ノイズの影響なし
  • フレキシブルな敷設
  • DCS などの上位システムとの高い親和性(Modbus / TCP)

 

他の車載リチウムイオン電池アプリケーション

製造工程の棚、保管棚のスマート監視

一つひとつの棚に収納されたリチウムイオン電池の熱暴走を早期発見することで、異常発生時に迅速な初動対応を実現し被害を最小限にとどめます。
(詳細は、「車載用リチウムイオン電池アプリケーション (製造工程の棚、保管棚のスマート監視) 」をご覧ください。)

製造工程の棚、保管棚のスマート監視

電池組立工程の排気ダクト防災

リチウムイオン電池の組立工程におけるアルミ粉塵などの混入を防ぐ排気ダクトの火災や粉塵爆発を監視します。天井裏など人の死角ある長距離ダクトを網羅的に監視することで異常を見逃しません。
(詳細は、「車載用リチウムイオン電池アプリケーション (電池組立工程の排気ダクト防災) 」をご覧ください)

電池組立工程の排気ダクト防災

 

セパレータ / 電極の塗工乾燥炉温度分布確認

リチウムイオン電池を構成するセパレータ / 電極の 塗工乾燥工程の乾燥炉内の温度分布を見える化します。最適な温度プロファイルにすることで生産性の向上を実現できます。
(詳細は、「車載用リチウムイオン電池アプリケーション (セパレータ / 電極の乾燥炉温度分布監視)」をご覧ください)

セパレータ / 電極の塗工乾燥炉温度分布確認

 

業種

  • 半導体・FPD

    半導体・FPDの製造ライン全体のCIMシステム、及び製造・検査装置の制御・管理・通信について、業務支援からソフトウェアパッケージのご提供、エンジニアリングまでトータルなソリューションをご提供いたします。
    装置オンライン(SECS/GEM)からライン全体の管理システムまでをワンストップで提供することによって、製造ラインを効率化し、製品開発や生産ラインでお客様が抱えている課題を解決します。 また、ミニマルファブでは、半導体装置ビジネスで培った知見を生かし、お客様の装置の導入からファブ構築、運用・メンテナンスに至るまでの様々なソリューションを提供いたします。 横河ミニマルアプリケーションラボでの試作やトレーニングなどもご相談ください。

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  • 自動車

    「100年に一度の大変革」と言われている自動車業界。
    環境変化や消費者ニーズに応える形で、EVや自動運転の分野で技術革新が進み、自動車部品に加え、シェアリング、物流、インフラ、コンテンツ等の関連産業にも波及することが予想されます。
    YOKOGAWAは「測る」を原点に、今ある状態をとらえ、見通し、そこから導き出される情報に価値を見出してきました。この価値ある情報を「つなぎ」、さまざまな産業におけるお客様との信頼関係を築き、企業と企業、産業と産業の結束点となって、さらに価値を共鳴させていくことで社会に貢献してまいります。  

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  • 電機・電子

    近年、自動車の自動運転化技術が急速に進み、電子部品が数多く車に搭載されています。また医療機器の高性能化も同様の動きとなっております。この為、電機電子部品業界では、製造過程のトレーサビリティや部品の製造履歴を1品1品の単位で管理し、不良ゼロに向けた工場づくりを進めております。当社は、その際に出くわす現場の課題を的確に捉え、設備の予兆管理や品質不良ゼロに向けたスマートファクトリーの実現をお手伝いいたします。

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  • 電池

    電池 (リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、燃料電池など) 産業は、グローバル展開、技術革新などの市場変動の中、多くのお客様は以下のような課題を抱えられています。

    • 高い品質要求への対応、およびトレーサビリティ強化の要求への対応
    • 競争力強化のための生産の効率化・コスト削減
    • 環境・省エネ問題への対応
    • 技術・知識の共有化への対応
      など・・・

    YOKOGAWAは、今後期待されるリチウムイオン二次電池や燃料電池などの材料開発から製造工程に至るまで、各業界・分野で長年培った最新・最高技術と計測・制御・情報のノウハウと実績を有機的に結合させたソリューションを提供しています。

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