Watershock-testinstallatie voor Li-ion

De testopstelling is geïnstalleerd in een door de klant aangeleverde put, waardoor een gelijkvloerse toegang tot de testruimte wordt gewaarborgd.

Bij de ijswater-schocktesten volgens LV 124 K13 worden de verwarmde proefstukken in seconden in het onder de testruimte gelegen bassin ondergedompeld.

Voor het nieuwe testlaboratorium van een internationaal toonaangevend certificeringsinstituut was een installatie nodig voor het uitvoeren van watershock-duchtesten op grotere batterijen in de E-mobiliteitssector. Weiss Technik ontwikkelde en leverde een oplossing die onder andere tests volgens LV 124 K13, ISO 16750-4 (duchtest) en ISO 20653 (IPX7-duchtest) mogelijk maakt.

Speciale uitrusting voor een nieuw multi-testcentrum

Een groot certificeringsinstituut zocht een specialist voor de installatie van een watershock-testinstallatie. Deze inrichting zou worden gebruikt voor het testen van lithium-ionbatterijen voor elektrische voertuigen volgens de test- en normvoorschriften LV 124 K13, ISO 16750-4 en ISO 20653. Op basis van jarenlange ervaring met testopstellingen in de automobielsector ontwikkelde Weiss Technik een op maat gemaakt systeemconcept dat geschikt is voor zowel serieproeven als prototypes.

Veeleisende testopstelling voor razendsnel afkoelen

De LV 124 is een uitgebreide testvoorschrift in de automobielsector en bevat onder andere het testgedeelte K-13 "Temperatuurschok duiken". Hierbij wordt het testobject eerst op zijn maximale bedrijfstemperatuur verwarmd. Vervolgens wordt het binnen slechts vijf seconden ondergedompeld in een circa 0 graden Celsius koud zoutwaterbad (5% NaCl) voor een duur van vijf minuten. Na het verwijderen wordt het testobject opnieuw opgewarmd en gedompeld (20 cycli). Een bijzondere uitdaging is het gecontroleerd laten zakken van het hoge gewicht van het testobject tot wel 1.200 kg binnen de voorgeschreven vijf seconden. Weiss Technik kon hierbij terugvallen op ervaring met vergelijkbare systemen en een veilige en betrouwbare oplossing ontwikkelen.

Uniek systeem in indrukwekkende afmetingen

Wereldwijd beschikken slechts enkele testcentra over zo'n grote testinstallatie met afmetingen (BxDxH) 6.680 x 5.500 x 5.100 millimeter voor normconforme tests volgens K-13. Vanwege de hoogte van de installatie wordt aanbevolen deze optioneel over twee toegankelijke niveaus op te bouwen of in een put te plaatsen, zodat het testobject op gelijke hoogte kan worden ingebracht. Vanwege de corrosieve atmosfeer moeten het testruimte en de inrichtingen worden vervaardigd uit hooggelegeerde corrosiebestendige materialen.

Snel laten zakken van geteste objecten

De testinstallatie bestaat uit vier hoofdcomponenten: de luchtkamer, een daaronder gelegen waterbak, de stalen constructie en de machinegroep die achter de installatie is gepositioneerd. Het testobject wordt tijdens de test op een hefplatform vastgezet en na het opwarmen gelijkmatig met elektrische aandrijvingen in de waterbak gezakt. De aandrijftechniek is zodanig ontworpen dat een eventuele verschuiving van het zwaartepunt van het testobject geen invloed heeft op de beweging. Daarnaast beschikt de testinstallatie over een energievoeding voor het testobject, die een veilige leidingvoering tijdens de verticale beweging garandeert. Dit maakt een continue contactlegging en bewaking van het testobject mogelijk in verschillende bedrijfsmodi tijdens de test.

Verdere specificaties

Het platform waarop de testobjecten worden vastgezet meet 2.900 x 1.900 millimeter en biedt maximale afmetingen voor het testobject van (BxDxH) 2.500 x 1.700 x 750 millimeter. Het maximale toegestane onderdompelvolume bedraagt 3,18 m³, het maximale gewicht van het testobject 1.200 kg. De opwarmingssnelheid in de testruimte ligt bij 2 Kelvin/minuut. De waterbak is uitgerust met een koelsysteem en een circulatiepomp die een constante watertemperatuur van circa 0 graden Celsius garanderen. De testinstallatie kan naadloos worden geïntegreerd in het bestaande gebouwbeheersysteem via gangbare interfaces.

Weiss Technik staat voor beproefde testtechniek

De geleverde testoplossing is gebaseerd op een bewezen systeemconcept en de jarenlange ervaring van Weiss Technik als gespecialiseerde partner van de automobielindustrie. Uitgerust met een S!MPAC-besturingssysteem en web season-verbinding, maakt de testinstallatie eenvoudige programmering van testsequenties mogelijk, biedt een multi-gebruikersfunctie en geeft wereldwijd toegang via tablet of pc. De geavanceerde luchtgeleiding garandeert een hoge temperatuurbestendigheid in de testruimte.

Veiligheidssystemen voor lithium-ionbatterijen

De testinstallatie maakt tests mogelijk tot Hazard Level 6. Weiss Technik heeft samen met het testcentrum een veiligheidsconcept ontwikkeld dat zowel op de werkplaats geïnstalleerde componenten als bouwkundige veiligheidsmaatregelen omvat. De installatie is uitgerust met visuele en akoestische alarmfuncties en een elektrische deurvergrendeling om ongeoorloofd openen tijdens de tests of bij een testobjectfalen te voorkomen. Andere veiligheidskenmerken zijn drukontlastingskleppen, een frisse-luchtventilatie en CO- en CH-gasdetectie. Daarnaast moet de installatie in een eigen brandcompartiment worden geplaatst. Voor de koeling van de testruimte tijdens een thermal runaway dient door de opdrachtgever een water-hogedruk-nevelinstallatie te worden gepland.

Soepeloze projectrealisatie

De installatie is in samenwerking met partnerbedrijven ontwikkeld en in Midden-Hessen definitief gemonteerd. Na een intensieve proefbedrijf werd deze in meerdere componenten gedemonteerd voor transport. De verdeling in losse onderdelen is zodanig ontworpen dat de installatie ter plaatse snel kan worden gemonteerd en snel operationeel kan worden genomen.