Geschüttelt und geprüft

De drie Shakers van Weiss Technik hebben een indrukwekkende verplaatsingsweg van 14 meter. (Weiss Technik GmbH, eigen afbeelding)

De testkamers zijn voldoende groot voor vibratietests van lithium-ionbatterijen voor elektrische voertuigen. (Weiss Technik GmbH, eigen afbeelding)

Een internationaal toonaangevend test- en certificeringsbedrijf heeft in de VS een nieuw testcentrum opgericht. Hierin zijn testfaciliteiten ondergebracht voor verschillende tests in de automotive-sector. Tot de grootste testinstallaties behoren drie vibratietestinstallaties met 350 en 200 kN Shakers voor het testen van batterijen voor elektrische voertuigen. Daartoe heeft Weiss Technik de passende vibratie-testkamers met veiligheidsvoorzieningen volgens Hazard Level 5 ontwikkeld en geleverd.

Voor de uitrusting van het nieuwe multi-testcentrum zocht de klant in samenwerking met een hoofdaannemer een specialist voor de levering van drie grootschalige vibratie-testkamers voor temperatuurtesten. In deze testinstallaties worden LI-ion-batterijpakketten voor elektrische voertuigen getest binnen een temperatuurbereik van -40 °C tot +85 °C volgens IEC 60068-3-5. Voorwaarde hiervoor is dat de testobjecten tijdens de testprocedure via het batterijbeheersysteem binnen hun grenswaarden worden aangestuurd en bediend.

Componenten voor een op maat gemaakt concept

Na intensieve vooroverleggen over het vereistenprofiel van de drie testinstallaties ontwikkelde Weiss Technik een passend installatie-, bedienings- en veiligheidsconcept. De dimensionering van de installatie met een nuttig volume van elk 14,3 m³ voor de testkamers is precies afgestemd op de grootte van de twee verschillende shaker-typen met 350 kN en 200 kN. Deze shakers of ook wel trillinggenerators bewegen de testobjecten langs de x-, y- of z-as. Voor elke toepassing is de juiste wisselbodem beschikbaar om de aansluiting tussen kamer en shaker te optimaliseren. In de testkamers zijn doorvoeringen voor leidingen voor de voeding van de testobjecten en voor extra testapparatuur ingebouwd.

Know-how en fabricage uit eigen hand

Het grootschalige testveld omvat drie testinstallaties met een verplaatsingsweg van telkens 14 meter. Als specialist voor hoogwaardige testinstallaties heeft Weiss Technik de kamer voor de testobjecten, het machineaggregaat voor de systeemtechniek en de volledige stalen constructie voor de verplaatsing van alle installatieonderdelen ontworpen en in eigen productie vervaardigd. De testkamers van de installatie, vervaardigd uit hoogwaardig roestvrij staal, beschikken over een bruikbaar binnenruimte van ongeveer 3000 x 1600 x 3200 mm (B x H x D). Daarnaast werden de voorafgaande 3D-simulatie inclusief botsingscontrole en FEM-methoden voor de dimensionering van de dragende onderdelen medeontwikkeld.

Omgaan met grote testobjecten

Nu kan worden getest binnen een temperatuurbereik van -55 °C tot +90 °C met een wisselsnelheid van ongeveer 5 - 6 K zonder testobject of 2 K met testobject volgens IEC 60068-3-5. Met een testoppervlak van ongeveer 9,6 m² kunnen grote testobjecten zoals de batterijpakketten van de klant met afmetingen van 2500 x 750 x 1700 mm (B x H x D) en een massa tot 1,3 ton probleemloos worden getest. Voor het verlagen en ontkoppelen van de shaker is in de hal een bouwkundige put van 8000 x 1200 x 5000 mm (B x H x D) beschikbaar.

Geïntegreerd veiligheidssysteem voor Hazard Level 5

De testopstelling met lithium-ionbatterijen vereist dat de testkamers zijn uitgerust met geschikte veiligheidsvoorzieningen voor Hazard Level 5. Daartoe behoren onder andere visuele en akoestische alarmfuncties, elektrische deuropeningen ter bescherming tegen ongeoorloofd openen tijdens een test, en drukontlastkleppen voor noodgevallen. Daarnaast zijn de testkamers uitgerust met een afzuiginrichting, zodat deze na afloop van de test met verse lucht kunnen worden gespoeld om eventueel tijdens de test ontsnapte giftige gassen af te voeren.

Een geïntegreerd brandbeveiligingssysteem met CO-gassensoren waarborgt de bescherming van personen, testinstallaties en testobjecten. Dit systeem geeft bij 200 ppm een visueel vooralarm en bij 800 ppm zowel visueel als akoestisch een hoofdalarmering. Bij defecte batterijen treden vaak koolwaterstoffen (HydroCarbons, HC) uit. Een eveneens tweeledig HC-waarschuwing systeem meldt verhoogde concentraties vanaf 20 % UEG visueel en vanaf 40 % UEG zowel visueel als akoestisch, om te waarschuwen voor het risico op explosie.

ShakeEvent staat voor beproefde testtechniek

Het ShakeEvent-concept is gebaseerd op een beproefd installatieconcept en de jarenlange expertise van Weiss Technik, vooral in de automobielsector. De testinstallaties beschikken over een S!MPAC-besturing met WebSeason-interface. De uitrusting maakt eenvoudige programmering van testsequenties mogelijk, beschikt over een multi-gebruikersfunctie en biedt wereldwijde toegang via tablet of pc. De luchtgeleiding zorgt voor een hoge temperatuurstabiliteit in de testruimte. De testinstallatie is geleverd met de koelmiddelen R449A en R469A en een maximale GWP-waarde van slechts 1.397. Daarmee is ze toekomstbestendig en kan ook na 2030 probleemloos worden gebruikt.