Agitado y revisado

Los tres Shaker de Weiss Technik tienen un impresionante recorrido de 14 metros. (Weiss Technik GmbH, imagen propia)

Las cámaras de prueba son lo suficientemente grandes para pruebas de vibración de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos. (Weiss Technik GmbH, imagen propia)

Una empresa líder internacional en pruebas y certificación ha construido un nuevo centro de pruebas en los Estados Unidos. En él se encuentran instalaciones de prueba para diferentes tests en el sector automotriz. Entre las mayores instalaciones de prueba se encuentran tres sistemas de vibración con actuadores de 350 y 200 kN para la prueba de baterías para vehículos eléctricos. Para ello, Weiss Technik ha desarrollado y entregado las cámaras de vibración con sistemas de seguridad según el nivel de peligro 5.

Para el equipamiento del nuevo centro de pruebas múltiple, el cliente buscaba en colaboración con una empresa general un especialista en la entrega de tres cámaras de vibración de gran tamaño para pruebas de temperatura. En estas instalaciones de prueba se someten a prueba paquetes de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos en un rango de temperatura de -40 °C a +85 °C según IEC 60068-3-5. Es imprescindible que las unidades en prueba sean controladas y operadas dentro de sus límites durante el proceso de prueba a través del sistema de gestión de la batería.

Piezas para un concepto a medida

Tras intensas conversaciones previas sobre el perfil de requisitos de las tres instalaciones de prueba, Weiss Technik desarrolló un concepto adecuado de sistema, operación y seguridad. La dimensionamiento del sistema, con un volumen útil de 14,3 m³ en cada cámara de prueba, está perfectamente adaptado al tamaño de los dos tipos de actuadores con 350 kN y 200 kN. Estos actuadores o generadores de vibración mueven las unidades en prueba a lo largo de los ejes x, y o z. Para cada aplicación, existe la base de cambio adecuada para adaptar entre la cámara y el generador de vibración. En las cámaras de prueba se han instalado pasajes para cables que suministran energía a las unidades en prueba y para equipos de prueba adicionales.

Conocimiento y fabricación propios

El campo de prueba de gran tamaño comprende tres instalaciones con un recorrido de 14 metros cada una. Como especialista en sistemas de prueba de alta calidad, Weiss Technik diseñó y fabricó en su propia planta la cámara para las unidades en prueba, el conjunto de máquinas para la tecnología del sistema y toda la estructura de acero para la integración de todos los componentes del sistema. Las cámaras de prueba, fabricadas en acero inoxidable de alta calidad, tienen un interior útil de aproximadamente 3000 x 1600 x 3200 mm (An x Al x Pr). Además, se desarrollaron en colaboración la simulación 3D previa, incluyendo la comprobación de colisiones, así como métodos FEM para el dimensionamiento de los componentes estructurales.

Manejo de unidades en prueba grandes

Ahora se puede realizar la prueba en un rango de temperatura de -55 °C a +90 °C con una tasa de cambio de aproximadamente 5-6 K sin unidad en prueba y 2 K con unidad en prueba, según IEC 60068-3-5. Con una superficie de prueba de aproximadamente 9,6 m², se pueden probar sin problemas unidades grandes como los paquetes de baterías del cliente, con dimensiones de 2500 x 750 x 1700 mm (An x Al x Pr) y un peso de hasta 1,3 toneladas. Para bajar y desacoplar los generadores de vibración, en el hall hay disponibles fosas de construcción propias de 8000 x 1200 x 5000 mm (An x Al x Pr).

Sistema de seguridad integrado para nivel de peligro 5

El sistema de prueba con baterías de iones de litio requiere que las cámaras de prueba estén equipadas con dispositivos de seguridad adecuados para el nivel de peligro 5. Esto incluye, entre otros, funciones de alarma visual y acústica, cerraduras eléctricas en las puertas para evitar apertura no autorizada durante la prueba, y válvulas de alivio de presión en caso de emergencia. Además, las cámaras de prueba están equipadas con un sistema de enjuague de aire, de modo que puedan ser ventiladas con aire fresco al finalizar la prueba para expulsar gases tóxicos que puedan haberse liberado durante la misma.

Un sistema de protección contra incendios integrado con detección de gases CO garantiza la protección de las personas, las instalaciones de prueba y las unidades en prueba. Este sistema emite una prealarma visual a 200 ppm y una alarma principal visual y acústica a partir de 800 ppm. Cuando las baterías defectuosas liberan hidrocarburos (HC), un sistema de advertencia en dos niveles detecta concentraciones elevadas, notificando visualmente a partir del 20 % UEG y visual y acústicamente a partir del 40 % UEG, para advertir del riesgo de explosión.

ShakeEvent, tecnología de prueba probada

El concepto ShakeEvent se basa en un sistema probado y en la experiencia de larga data de Weiss Technik, especialmente en el sector automotriz. Las instalaciones de prueba cuentan con un control S!MPAC con interfaz web Season. La configuración permite programar secuencias de prueba de forma sencilla, dispone de función multiusuario y permite el acceso global mediante tablet o PC. La conducción del aire asegura una alta constancia de temperatura en la cámara de prueba. La instalación fue entregada con los refrigerantes R449A y R469A, con un valor GWP máximo de solo 1.397. Esto la hace segura para el futuro y operable sin problemas incluso después de 2030.