Shaken e verificato

I tre shaker di Weiss Technik hanno un impressionante corsa di 14 metri. (Weiss Technik GmbH, immagine propria)

Le camere di prova sono sufficientemente dimensionate per i test di vibrazione delle batterie agli ioni di litio per veicoli elettrici. (Weiss Technik GmbH, immagine propria)

Un'azienda leader internazionale nel settore dei test e delle certificazioni ha inaugurato un nuovo centro di prova negli Stati Uniti. Al suo interno sono ospitate strutture di prova per diversi test nel settore automotive. Tra le più grandi apparecchiature di prova ci sono tre sistemi di vibrazione con shaker da 350 e 200 kN per la verifica di batterie per veicoli elettrici. A questo scopo Weiss Technik ha sviluppato e consegnato le apposite camere di prova a vibrazione con dispositivi di sicurezza conformi al livello di pericolo 5.

Per l'equipaggiamento del nuovo centro di prova multiplo, il cliente ha collaborato con un'impresa generale per individuare uno specialista nella fornitura di tre grandi camere di prova a vibrazione per test di temperatura. In queste strutture vengono testati pacchi batteria agli ioni di litio per veicoli elettrici in un intervallo di temperatura da -40 °C a +85 °C, secondo IEC 60068-3-5. La condizione fondamentale è che i campioni siano controllati e gestiti durante il test tramite il sistema di gestione della batteria, rispettando i limiti di sicurezza.

Componenti per un concetto su misura

Dopo approfonditi incontri preliminari sul profilo di requisiti delle tre strutture di prova, Weiss Technik ha sviluppato un concetto di impianto, gestione e sicurezza ad hoc. La dimensione dell'impianto, con un volume utile di ciascuna camera di prova di 14,3 m³, è perfettamente adattata alle dimensioni dei due diversi tipi di shaker da 350 kN e 200 kN. Questi shaker, o eccitatori di vibrazione, muovono i campioni lungo gli assi x, y o z. Per ogni applicazione è disponibile il piano di cambio rapido per l’adattamento tra camera e eccitatore. Le camere di prova sono dotate di passaggi per i cavi di alimentazione dei campioni e per ulteriori apparecchiature di prova.

Know-how e produzione interna

Il grande impianto di prova comprende tre strutture con un percorso di movimentazione di 14 metri ciascuna. Come specialista in impianti di prova di alta qualità, Weiss Technik ha progettato e prodotto internamente la camera per i campioni, il modulo di sistema per la tecnologia di sistema e l'intera struttura in acciaio per l'assemblaggio di tutte le parti dell'impianto. Le camere di prova, realizzate in acciaio inossidabile di alta qualità, hanno un volume interno utile di circa 3000 x 1600 x 3200 mm (L x A x P). È stato inoltre sviluppato in collaborazione il simulatore 3D con verifica di collisione, oltre a metodi FEM per il dimensionamento delle parti strutturali.

Gestione di grandi campioni

Ora è possibile effettuare test in un intervallo di temperatura da -55 °C a +90 °C con una variazione di circa 5 - 6 K senza campione o 2 K con campione, secondo IEC 60068-3-5. Con una superficie di prova di circa 9,6 m², è possibile testare facilmente grandi campioni come i pacchi batteria del cliente, con dimensioni di 2500 x 750 x 1700 mm (L x A x P) e peso fino a 1,3 tonnellate. Per abbassare e disaccoppiare gli shaker, sono disponibili in ogni sala delle fosse di costruzione di 8000 x 1200 x 5000 mm (L x A x P).

Sistema di sicurezza integrato per il livello di pericolo 5

Il sistema di prova con batterie agli ioni di litio richiede che le camere siano dotate di dispositivi di sicurezza adeguati al livello di pericolo 5. Questi includono funzioni di allarme visivo e acustico, serrature elettriche delle porte per proteggere da aperture non autorizzate durante il test e valvole di scarico della pressione in caso di emergenza. Inoltre, le camere di prova sono dotate di un sistema di immissione di aria fresca, che permette di risciacquare le camere con aria fresca al termine del test, per evacuare eventuali gas tossici eventualmente rilasciati durante la prova.

Un sistema di protezione antincendio integrato con rilevamento di CO garantisce la sicurezza di persone, apparecchiature di prova e campioni. Questo sistema segnala visivamente un pre-allarme a 200 ppm e sia visivamente che acusticamente un allarme principale a partire da 800 ppm. In caso di batterie difettose, spesso si verificano perdite di idrocarburi (HC). Un sistema di allerta a due livelli segnala concentrazioni elevate di HC, con avviso visivo a partire dal 20% UEG e avviso sia visivo che acustico a partire dal 40% UEG, per prevenire il rischio di esplosione.

ShakeEvent, sinonimo di tecnologia di prova collaudata

Il concetto ShakeEvent si basa su un impianto collaudato e sulla lunga esperienza di Weiss Technik, in particolare nel settore automobilistico. Gli impianti di prova sono dotati di un sistema di controllo S!MPAC con interfaccia WebSeason. La dotazione consente una facile programmazione delle sequenze di prova, dispone di una funzione multiutente e permette l'accesso globale tramite tablet o PC. La conduzione dell'aria garantisce un'elevata stabilità della temperatura all’interno della camera di prova. L’impianto è stato consegnato con refrigeranti R449A e R469A, con un valore GWP massimo di soli 1.397. È quindi a prova di futuro e può essere utilizzato senza problemi anche dopo il 2030.