Assurance qualité des piles à combustible
Les caméras linéaires vérifient que le revêtement des plaques d'interconnexion est correct
- Client
- Elcogen
- Localisation
- Vantaa, Finlande
- Date
- Juin 2026
Elcogen est l'un des principaux fabricants de cellules et de piles à oxyde solide combinées, pouvant fonctionner aussi bien en mode pile à combustible (SOFC) qu'en mode électrolyse (SOEC). Pour garantir la longévité de la pile à oxyde solide, les composants et les couches de matériau doivent être exempts de défauts. Le système de vision, basé sur des caméras linéaires Basler, contrôle l'intégrité du revêtement des composants en acier inoxydable ferritique. Ce procédé est plus rapide, plus précis et plus fiable que l'inspection visuelle manuelle et augmente les cadences de production.
Une détection rapide des erreurs garantit la durabilité des empilements de cellules
Des revêtements défectueux sur une plaque d'interconnexion augmentent le risque de réduction de la durée de vie de la pile à oxyde solide. À mesure que les cadences de production atteignent l'ordre du gigawatt, les méthodes d'inspection manuelles ne peuvent plus être utilisées de manière fiable. Grâce aux systèmes de vision industrielle, les revêtements défectueux peuvent être détectés suffisamment tôt pour éviter qu'ils ne soient utilisés dans le processus d'assemblage de la pile.
Les plaques d'interconnexion nécessitent un revêtement protecteur
En mode pile à combustible, la pile convertit l'énergie chimique d'un combustible en énergie électrique et en chaleur. En mode électrolyse, il est possible de décomposer l'eau en hydrogène et en oxygène lorsqu'elle est alimentée en énergie. L'un des composants essentiels est un connecteur (IC) en acier inoxydable ferritique doté d'un revêtement protecteur qui relie les cellules en céramique (elcoCell) en série, permettant ainsi des configurations de piles de 3 kW (elcoStack).
Ces plaques doivent être entièrement recouvertes d'un revêtement afin d'éviter la corrosion à haute température et l'évaporation du chrome lors d'un fonctionnement à des températures supérieures à 650 °C. Sans la protection offerte par ce revêtement, la dégradation des cellules s'accélère, ce qui réduit la durée de vie de l'ensemble de la pile. Pour garantir la longévité et les performances des systèmes, il est essentiel d'identifier et de trier de manière fiable les composants défectueux avant le processus d'assemblage.
Les caméras linéaires garantissent le niveau de qualité requis
Auparavant, Elcogen s'appuyait sur une inspection visuelle manuelle des plaques d'interconnexion revêtues. Le problème avec cette approche était que la qualité et la durée de l'inspection dépendaient de la personne chargée de la réaliser. Désormais, grâce à un système d'inspection par caméra, les résultats sont plus fiables et reproductibles, ce qui élimine tout risque d'erreur humaine.
Le système de vision s'intègre dans l'agencement actuel de la chaîne de production
Le système de vision doit répondre aux exigences suivantes :
Intégration dans le processus de production existant
Format compact du système AOI : 78 cm x 35 cm x 30 cm
Réduction de la durée des contrôles
Mise en œuvre économique
Possibilité d'inspecter un seul produit, quatre produits distincts ou l'ensemble d'un lot de produits
Le système mis au point permet de visualiser simultanément les deux faces des composants revêtus. Cela réduit la durée de l'inspection et simplifie l'évaluation de la qualité du produit. Le gabarit conçu pour le produit garantit une inspection sans faille de toutes les variantes du produit, sans qu'il soit nécessaire de modifier le système.
La caméra linéaire racer 2 séduit
Format compact et performances d'E/S complètes
Lateral Engine, l'intégrateur de systèmes, était chargé de la conception et de l'intégration du système de vision. Outre les barres lumineuses, qui assurent un éclairage homogène de l'image, un modèle de caméra monochrome linéaire a été choisi : la racer 2 S r2L4096-29gm. Cette caméra est associée à un Objectif Basler C11-3520-12M f35mm. Le système intègre deux caméras permettant d'inspecter en temps réel, en une seule étape, à la fois la face supérieure et la face inférieure de chaque composant. Dotée d'une interface GigE et du capteur linéaire CMOS GPixel GL3504, cette caméra offre une fréquence de balayage de 29 kHz avec une résolution de 4k. Parmi ses autres avantages, on peut citer :
Dimensions compactes de 55,5 mm x 29 mm x 29 mm et poids réduit de 100 g
Réglage interne de la fréquence : la vitesse de déplacement de la pièce revêtue au sein du système AOI peut varier. La caméra permet de modifier la cadence de ligne de manière flexible grâce à sa fonctionnalité de convertisseur de fréquence intégrée.
Des exigences optiques au choix de la caméra adaptée
racer 2 S avec une taille de pixel réduite de 3,5 µm
La principale exigence technique consistait à obtenir la résolution spatiale requise tout en réduisant au maximum l'encombrement global du système. La racer 2 S répond à ces exigences grâce aux caractéristiques suivantes :
Format de capteur compact : la taille de pixel de 3,5 µm permet d'obtenir une largeur de capteur de seulement 12,8 mm, ce qui est idéal pour les conceptions de systèmes peu encombrantes utilisant des objectifs à monture C. Contrairement aux caméras dotées de pixels de 7 µm, il n'est plus nécessaire d'utiliser des objectifs à monture F encombrants et coûteux, caractérisés par de longues distances focales et de grandes distances de travail.
Combinaison optimale de résolution et de champ de vision : la caméra atteint une résolution spatiale précise de 0,03 mm/pixel avec un champ de vision de 110 mm pour une grande précision des détails.
Distances de travail courtes et pratiques : avec des distances focales de 35 mm, il est possible d'atteindre des distances de travail courtes d'environ 340 mm – idéales pour les objectifs à monture C.
Grâce à la petite taille de ses pixels (3,5 µm), la caméra linéaire racer 2 S, associée à une optique adaptée, permet de créer un système de vision compact et performant sur le plan mécanique. Elle répond à toutes les exigences en matière de résolution et de champ de vision.
La racer 2 S nous a pleinement convaincus, tant sur le plan économique que technique. Grâce à l'inspection automatisée associée aux étapes de contrôle qualité des composants revêtus, nous serons en mesure d'augmenter notre cadence de production et d'améliorer la qualité de la production des empilements.
Remarque : Ce projet a été partiellement financé par l'Union européenne.
Système de caméras pour l'inspection optique automatique (AOI) des piles à combustible
Notre solution d'inspection visuelle pour la détection sans faille des défauts de revêtement.
À propos d'Elcogen
Elcogen développe et fournit une plateforme technologique exclusive à oxydes solides qui fonctionne à la fois en mode pile à combustible (SOFC) et en mode électrolyse (SOEC). Elle permet une production d'hydrogène vert à un coût abordable et une production d'électricité zéro émission afin de favoriser la transition vers les énergies propres. Fondée en 2001, la société a son siège social au Royaume-Uni, son siège principal à Tallinn, en Estonie, et des centres d'excellence en R&&D en Estonie et en Finlande. Au service d'une clientèle mondiale en pleine expansion, les cellules, piles et modulesd'Elcogen sont intégrés dans des systèmes tiers dans des secteurs où la décarbonisation est essentielle, notamment la sidérurgie, les carburants, le transport maritime et les infrastructures énergétiques. Conçue pour être indépendante de l'application, la technologie d'Elcogen offre une efficacité, une flexibilité et une fiabilité exceptionnelles, libérant ainsi tout le potentiel des énergies renouvelables. En collaboration avec ses partenaires, Elcogen permet à un écosystème plus large de développeurs de faire progresser la transition mondiale vers la neutralité carbone, faisant le lien entre le paysage énergétique actuel et un avenir durable.
À propos de Lateral Engine
Lateral Engine Oy est un intégrateur de systèmes spécialisé dans la vision industrielle. Basée à Espoo, en Finlande, l'entreprise propose des services de conception de systèmes, d'intégration, de développement logiciel, de développement de produits et de formation. Son expertise couvre un large éventail de domaines, allant de la conception de configurations d'imagerie à la programmation d'algorithmes de bas niveau.