Die Umweltsimulation in Temperatur- und Klimaprüfschränken ist ein wesentlicher Bestandteil bei der Einschätzung der Sicherheit von Energiespeichern für Elektrofahrzeuge.

Die Umweltsimulation in Temperatur- und Klimaprüfschränken ist ein wesentlicher Bestandteil bei der Einschätzung der Sicherheit von Energiespeichern für Elektrofahrzeuge. (Bild: Weisstechnik)

Die Automobilbranche bleibt im Wandel, batteriebetriebene und teilautonom fahrende Fahrzeuge sind auf dem Vormarsch. Damit steigt die Verantwortung von Fahrzeugherstellern und Zulieferern, besonders auch, was die Prüftechnik angeht. Weisstechnik bietet hierfür die geeignete Technik von kompakten Temperaturprüfschränken über großvolumige Klimaprüfkammern bis hin zu Prüfständen für Ganzfahrzeuge.

Wichtig für die Umweltsimulation sind unter anderem Salzsprühanlagen, Staub- und Vakuumprüfkammern sowie Vibrationsprüfkammern, die bis zu 350 kN liefern. Diese Prüfanlagen kommen unter anderem in Batteriedauerlauf-Prüfzentren zum Einsatz und lassen sich zum Beispiel auch an eine zentrale Kälteversorgungseinheit anschließen.

Sichere und normgerechte Prüfung

Die Prüfung von Lithium-Ionen-Batterien sind auf Zellen-, Modul- und Akkupack-Ebene möglich, aber auch komplette Antriebseinheiten und Batteriemanagement-Systeme (BMS) lassen sich analysieren. Dabei ist es wichtig, die enorme Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien und die damit verbundene Gefahr eines Thermal Runaway technisch in den Griff zu bekommen. Um Prüfgut, Prüfanlage und vor allem das Personal bestmöglich zu schützen, hat der Hersteller deshalb einen Hazard-Level-Baukasten entwickelt, der für jede Gefahrenstufe geeignete Maßnahmen definiert und ATEX-konforme Explosionsschutz-Maßnahmen (Atmosphères Explosibles, EU-Richtlinie auf dem Gebiet des Explosionsschutzes) festlegt.

Die Prüfung von Batterien für Elektrofahrzeuge erfordert, dass sich der Prüfer mit allen relevanten Normen auskennt und weiß, wie diese sicher in Prüflösungen umzusetzen sind. Neben der übergeordneten Auotmotive-Norm LV124 spielen hier unter anderem die UN38.3 und OEM-spezifische Standards eine wichtige Rolle. Für viele Prüfanforderungen bietet Weisstechnik passende Standardprodukte. Darüber hinaus realisiert das Unternehmen individuell geplante und ausgeführte Sonderlösungen, beispielsweise mit Wellen-Durchführungen, bestromten Prüflingen, Racks für ein effizientes Prüflingshandling oder Sicherheitseinrichtungen.

3D-Untersuchung mittels Computertomographie

Der Hersteller ist zusätzlich eingebunden in die Normenentwicklung in der EU-Forschungsstelle im niederländischen Petten. Hier wurde für eine Prüfanlage für bestromte Lithium-Ionen-Batterie-Tests mit CT-Aufnahmen ein explosionsgeschützter Prüfstand für ATEX-Zone 1 entwickelt, der bis Harzard-Level 6 gesichert ist. Darin werden bestromte Batteriemodule unter verschiedenen klimatischen Bedingungen getestet. Ein Computer-Tomograph durchleuchtet die auf einem Drehteller montierten Prüflinge dabei aus allen Richtungen. Die so generierten vollständigen 3D-Daten der Batterie erlauben Rückschlüsse auf ihren Zustand im Test.

Umweltsimulation von Nordpol bis Wüste

Der Hersteller bietet kompakte Temperaturprüfstände, großvolumige Klimaprüfkammern und Prüfstände für Ganzfahrzeuge.

Der Hersteller bietet kompakte Temperaturprüfstände, großvolumige Klimaprüfkammern und Prüfstände für Ganzfahrzeuge. Weisstechnik

Die Prüfanlagen von Weisstechnik sind für den Einsatz in Forschung und Entwicklung geeignet, um Prozesse zu beschleunigen und Umwelteinflüsse zu simulieren. Darüber hinaus finden sie In der Qualitätsprüfung und –sicherung Verwendung, wenn es darum geht, Serienfehler oder Sicherheitrisiken zu erkennen. Dabei sind den Testmöglichkeiten nahezu keine Grenzen gesetzt. Die Prüfanlagen für die Analyse von Lithium-Ionen-Batterien sind in der Lage, sämtliche klimatischen Bedingungen der Welt in einem Prüflabor abzubilden und die Prüflinge normgerecht zu stressen. So wird beispielsweise der Kaltstart am Nordpol, eine holprige Fahrt durch die staubige Wüste oder der Stadtverkehr von Bangkok real nachgebildet. Realisieren lassen sich Prüfbedingungen wie extreme Temperaturwechsel, starke Lichteinstrahlung, Vibrationen, Staub und Spritzwasser.

Reproduzierbare Daten

Voraussetzung für die normgerechte und vergleichbare Prüfung sind sehr präzise arbeitende Prüfanlagen. Denn nur, wenn die geforderten Klimaparameter jederzeit reproduzierbar sind, sind die Prüfergebnisse aussagekräftig und belastbar. Um dies zu sichern, hat Weisstechnik zwei eigene DAkkS-zertifizierte (Deutsche Akkreditierungsstelle) Kalibrierlabore. Diese kalibrieren Prüfanlagen, Prüf- und Messmittel je nach Anforderung im Labor oder beim Anwender vor Ort. Zu den Prüflingen können auch Sensoren, Steuergeräte und andere elektronische Fahrzeugkomponenten gehören. Hier bietet der Hersteller spezielle End-of-Line-Prüftunnel für die bestromte Prüfung von elektronischen Bauteilen an. Entscheidend für den Erfolg einer Prüfanlage ist ihre hohe Betriebssicherheit, die durch einen After-Sales-Service und ein flächendeckendes Servicenetz gegeben ist.

Umweltsimulation mit Weisstechnik: Umwelteinflüsse reproduzierbar testen

Marco Michels

Freier Autor und Fachjournalist

(na)

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