Kontaktierungskopf mit drei der speziell etwickelten Kontaktierungen zur Strom/Spannungsprüfung und den Roboter, welcher diese handhabt
Kontaktierungen von links nach rechts: Niederspannung und LIN-Bus, Hochspannung, Massebolzen (Quelle: ITgroup)
Wegen der fehlenden Motor-Abwärme benötigen Elektrofahrzeuge ein Wärmemanagement durch ein elektrisches Heizsystem, den High Voltage Coolant Heater (HVCH). Was beim Verbrenner der Tank, ist beim E-Auto die Hochvoltbatterie, deren Kapazität die Reichweite des Fahrzeuges bestimmt. Da die Energie für das Heizen aus dieser Batterie stammt, wirkt sich das Heizen auf die Reichweite des Fahrzeugs aus. Das verlangt ein effizientes Thermomanagement elektrischer Fahrzeuge.
Die ITgroup hat deshalb für einen großen Fahrzeugzulieferer eine EOL-Prüfanlage zur automatischen Prüfung von HVCH-Wasserheizern entwickelt, die innerhalb von 30 Sekunden verschiedene Parameter der Heizsysteme über drei Stationen misst und kontrolliert.
Da das Heizen mit direkt erhitzter Luft ein unangenehmes Klima erzeugen würde, kommen mit Wasser temperierte Konvektoren zum Einsatz, die durch ihre Strahlungswärme diese Trockenheit vermeiden und besser regelbar sind. Diesen Wasserheizer gilt es zu parametrieren, kalibrieren und auf Funktionalität sowie Dichtheit zu prüfen. Dazu ist eine End-of-Line-Prüfung (EOL) nötig, die aber ohne das Heizmedium Wasser stattfindet, da der Prüfvorgang sonst zu lange dauern würde.
An der ersten Station prüft ein Roboter die thermischen Verbindungen wie etwa die Verbindung zwischen Leistungselektronik und Kühlflächen bzw. Kühlelementen. Dabei ermittelt eine Wärmebildkamera die Wärmesignatur der verbauten Leistungshalbleiter. Das entsprechende Prüfbild zeigt, ob alle Komponenten richtig verbaut sind und funktionieren.
Da an den HVCH 25 A bei 500 bis 800 V Leistungsversorgung und 12-V-Boardnetz erforderlich sind, müssen Low- und High-Voltage-Netze sicher vom Rest des Fahrzeugs isoliert sein. Dazu hat das Unternehmen spezielle Kontaktierungen entwickelt, die von Robotern gehandhabt Strom und Hochspannung am Prüfling kontaktieren.
Prüfung ohne Kühlmedium
An der dritten Station steht ein Leistungstest der Funktion/Power des Prüflings an. Durch Bestromen der Leistungsumrichter im Millisekundenbereich ermittelt das System die Leistungsdaten und legt die Kalibrierwerte fest. Da in der Produktion insgesamt für die gesamte Prüfung nur 30 Sekunden zur Verfügung stehen, geschieht die Prüfung ohne Kühlmedium.
An einer zusätzlichen Offline-Station erfolgt stichprobenartig die Prüfung der Funktionalität 'nass' mit automatischer Kühlmittelbefüllung. Nach abgeschlossener Prüfung, wird das Kühlmittel wieder automatisch entleert.
Diese Komplettlösung aus drei In-Line-Stationen und einer zusätzlichen Off-Line-Station bietet dem Fahrzeugzulieferer erstmals eine vollautomatische Prüfung. Die ersten drei Stationen folgen dabei in der automatischen Fertigungslinie aufeinander. So deckt das System die komplette HVCH-Prüfung ab.
