Rozwiązania ATEQ do testów w produkcji pojazdów elektrycznych

W standardowym, spalinowym pojeździe zamontowane są setki różnych części, dla których wymagane są testy szczelności na etapie produkcji. Są to elementy takich układów, jak silnik i skrzynia biegów wraz z osprzętem, układy paliwowe, hamulcowe, klimatyzacyjne, smarowania, chłodzenia itp. Natomiast konstrukcja pojazdów z napędem elektrycznym jest inna, co oznacza odmienne wymagania, również pod względem testowania jakości podzespołów.

W masowej produkcji pojazdów elektrycznych stosowanie testów szczelności jest stosunkowo nowym wyzwaniem, ze względu na specyficzne wymagania jakościowe dla elementów i części stosowanych w tych pojazdach. Jednym z newralgicznych obszarów związanych z prawidłowym funkcjonowaniem układów elektronicznych i elektrycznych, takich jak np. baterie i ogniwa, czujniki, elementy sterowania itp., jest zapewnienie szczelności układów i komponentów. Każda, nawet śladowa ilość wody przedostająca się z otoczenia może stanowić zagrożenie dla prawidłowego funkcjonowania, a nawet bezpieczeństwa użytkownika pojazdu. Tego typu wyzwania pojawiają się nie tylko przy produkcji samochodów elektrycznych, ale także w odniesieniu do takich pojazdów napędzanych elektrycznie, jak ciężarówki, motocykle, pociągi, samoloty, drony, a nawet skutery, rowery i inne elektryczne „gadżety”.

Firma ATEQ, koncentrująca się na poszukiwaniu innowacyjnych rozwiązań technicznych, opracowała nowe sposoby testowania tych komponentów w masowej produkcji. Posiada też w ofercie aparaturę kontrolno-pomiarową i urządzenia służące do testów różnymi metodami, dostosowanymi do specyfikacji jakościowych poszczególnych wyrobów.

Szczelność pod kontrolą

Jednym z najważniejszych parametrów jakościowych podlegających stuprocentowej kontroli jakości jest szczelność komponentów. ATEQ, jako firma z wieloletnim doświadczeniem wyspecjalizowana w takich testach, uczestniczy wspólnie z producentami w doborze kryteriów jakościowych oraz oferuje odpowiednie urządzenia do testów produkcyjnych. Najpopularniejszymi metodami kontroli szczelności wyrobów są pomiary ciśnieniowe, z wykorzystaniem powietrza jako medium. Dokonuje się pomiaru spadku ciśnienia, bezpośrednio przecieku lub przepływu powietrza. Dostosowując te metody do wysokich wymagań szczelności dla urządzeń elektrycznych i elektronicznych, ATEQ opracowała modele teoretyczne korelacji przecieków dla różnych mediów. Celem tych opracowań było m.in. wyznaczenie maksymalnych przecieków powietrza, dla których zapewniona będzie wodoszczelność komponentów, zgodna ze specyfikacjami, określonymi często jako zgodność z klasami szczelności IP5X lub IP6X. Modele te zostały następnie potwierdzone w wielu doświadczeniach i eksperymentach, wykonywanych przez wykwalifikowanych inżynierów w oddziałach firmy ATEQ w wielu krajach świata.

Parametr wodoszczelności ma szczególne znaczenie dla zestawów baterii elektrycznych, gdzie niedopuszczalne jest przedostanie się nawet śladowych ilości wody. Dodatkową trudność w testowaniu tych komponentów stanowi ich duża objętość, co ogranicza czułość badania za pomocą metod powietrznych. ATEQ opracował aparaturę i patentowane rozwiązania pozwalające znacznie zwiększyć wykrywalność przecieków, przy zapewnieniu stabilności procesu w warunkach produkcji. Stosowana jest produkowana przez ATEQ aparatura i przetworniki różnicy ciśnień o wysokiej rozdzielczości, a także opatentowana metoda kompensacji wpływu warunków otoczenia na pomiar (technologia DNC). Pozwala to na wykonanie szybkich, stabilnych i bardzo precyzyjnych testów szczelności w masowej produkcji. Urządzenia współpracują z linią produkcyjną, zapewniając pełną automatyzację procesu kontroli jakości.

ATEQ ma bogate doświadczenie w testowaniu wodoszczelności komponentów zawierających elektroniczne układy wspomagania jazdy, takie jak różnego rodzaju czujniki, kamery, lasery, lidary itp., montowane coraz częściej w pojazdach, nie tylko elektrycznych. Specyfiką takich testów jest zwykle brak możliwości wypełnienia wyrobu powietrzem, ze względu na zamkniętą obudowę. W tego typu obudowach montowane są też często membrany zapewniające wodoszczelność oraz pozwalające na wyrównywanie ciśnienia wewnętrznego z atmosferycznym. Testowanie takich detali wymaga stosowania specjalnych funkcji elementów zamkniętych, często z pomiarem prawidłowości montażu membran, wykonywanym za pomocą odpowiednich przepływomierzy. W niektórych konstrukcjach zamiast membrany stosuje się zawory zwrotne, które też podlegają testom funkcjonalnym. Do takich testów stosowana jest aparatura ATEQ o odpowiedniej dla danego wyrobu konfiguracji.

Produkcyjne testy szczelności komponentów mają na celu wyłącznie wykrycie i odrzucenie wyrobów nieszczelnych. Jeśli potrzebna jest pełna diagnostyka wykrytych wad, np. ich lokalizacja, stosuje się metody wykorzystujące detekcję gazów. ATEQ proponuje wykrywacze (sniffery), wykorzystujące do detekcji gaz formujący, zawierający niewielkie (i bezpieczne dla otoczenia) stężenie wodoru w azocie.

Dla produkcyjnych testów szczelności plastikowych obudów baterii i akumulatorów samochodowych stosuje się również metody jonizacji powietrza, za pomocą urządzeń opracowanych w ATEQ. Silniki elektryczne w pojazdach znajdują się w szczelnych obudowach, izolujących komponenty silnika od wpływu warunków zewnętrznych – wilgotności, bryzgów wody, pyłów i innych podobnych zanieczyszczeń. Kompletne zmontowane korpusy obudowanych silników również podlegają testom szczelności, a więc wymagają stosowania odpowiednio precyzyjnej aparatury, podobnie jak dla wcześniej opisanych aplikacji.

Podstawowym elementem każdej baterii jest ogniwo. Bateria składa się z zespołu ogniw, izolowanych od siebie za pomocą plastikowych osłon. ATEQ opracował metodę testowania tych osłon przy użyciu zjonizowanego powietrza. Test szczelności za pomocą tej metody może służyć do oceny kompletnej izolacji ogniw, a także do lokalizacji ewentualnych wad. Podobne metody i urządzenia wykorzystuje się również w testach izolacji uzwojeń w silnikach pojazdów elektrycznych.

Dodatkowe pomiary

Oprócz urządzeń do testowania szczelności – co jest główną specjalnością firmy – ATEQ opracował wiele innych nowatorskich rozwiązań do testowania komponentów w produkcji. W przypadku pojazdów elektrycznych ważna jest prawidłowa obsługa baterii akumulatorów. Bazując na doświadczeniu ATEQ z testerami akumulatorów lotniczych, opracowano urządzenia bazujące na pomiarach cyklu ładowania i rozładowania, pozwalające ocenić stan kompletnej baterii. Do obsługi i serwisowania przeznaczone są też tzw. balansery, stosowane przy montażu lub wymianie wadliwych modułów. Urządzenia te umożliwiają wykonanie cykli zrównoważenia elektrycznego całej baterii, czyli wyrównania naładowania poszczególnych ogniw.

Podczas pracy baterii wytwarzana jest duża ilość ciepła, niezbędne jest więc stosowanie układów chłodzenia, najczęściej za pomocą odpowiednich wymienników ciepła zawierających ciecz chłodzącą na bazie glikolu. Przedostanie się tej cieczy do elementów baterii może być niebezpieczne, toteż konieczne są również precyzyjne metody testowania szczelności takich układów, w większości bazujących na pomiarze spadku ciśnienia lub pomiarze przepływu masowego powietrza. Innym ważnym parametrem podlegającym testom jest drożność kanałów chłodzenia w wymienniku, którą testuje się odpowiednimi przepływomierzami firmy ATEQ. Dla ewentualnej lokalizacji wad wykorzystuje się gaz i odpowiednie detektory.

Tradycyjne aplikacje

Należy pamiętać, że poza nowymi aplikacjami dla kontroli szczelności komponentów nadal funkcjonuje wiele tradycyjnych aplikacji testowania przecieków w komponentach samochodowych w pojazdach elektrycznych. Takim testom szczelności podlegają układy hamulcowe, reflektory i lampy, układ ABS, centralna elektronika komputerowa, elementy układu kierowniczego oraz systemów klimatyzacji. Stosowane metody i specyfikacje dla kontroli takich wyrobów są podobne, jak stosowane dotychczas przy produkcji różnicowe pomiary spadku ciśnienia, a także metody bezpośredniego pomiaru przecieku lub przepływu.

W pojazdach elektrycznych, podobnie jak w „zwykłych” samochodach, stosowane są układy monitorujące ciśnienie w oponach. Systemy TPMS (Tyre Pressure Monitoring System) bazują na montowanych w kołach specjalnych czujnikach, które mierzą ciśnienie i za pomocą fal radiowych przesyłają informacje o jego ewentualnym spadku do komputera pokładowego, np. w przypadku uszkodzenia opony. ATEQ jest producentem najbardziej zaawansowanych na rynku urządzeń diagnostycznych do testowania i obsługi tych systemów, pozwalających również na programowanie i kopiowanie czujników, wprowadzanie danych do komputera auta itp. Odbiorcami tych urządzeń są stacje serwisowe i obsługowe samochodów, firmy produkujące koła samochodowe, a także fabryki samochodów, gdzie na liniach produkcyjnych odbywa się kontrola systemów TPMS za pomocą specjalnych, przemysłowych wersji urządzeń diagnostycznych ATEQ.

Nowa odpowiedź na nowe wyzwania

Producenci współczesnych pojazdów stają przed wieloma nowymi wyzwaniami podczas procesu produkcyjnego, takimi jak rosnąca złożoność nowych pojazdów, nowe technologie oraz rosnąca presja na osiągnięcie najwyższego poziomu jakości w celu uniknięcia zagrożeń dla bezpieczeństwa i warunków eksploatacji. Aby sprostać nowym wyzwaniom, ATEQ oferuje przyrządy do testowania przecieków, przepływów oraz innych parametrów układów montowanych w pojazdach elektrycznych, dla zapewnienia jakości wielu komponentów w całym procesie produkcji. Inżynierowie ATEQ mają bardzo duże doświadczenie w zakresie istniejących aplikacji do testowania jakości komponentów w zautomatyzowanych liniach produkcyjnych. Są również gotowi zaprojektować nowe rozwiązania, w ramach prac badawczych we własnych laboratoriach oraz przy udziale specjalistów z zakładów produkcyjnych, a także przy współpracy z firmami integracyjnymi realizującymi kompletne rozwiązania automatycznego montażu i kontroli jakości. Mając biura i doświadczonych inżynierów na całym świecie, ATEQ może zapewnić lokalną pomoc w opracowaniu optymalnego rozwiązania technicznego dla testowania jakości wyrobów i komponentów w przemyśle. Jednocześnie oferuje pełną obsługę serwisową zakupionych urządzeń, okresowe kalibracje, szkolenia itp. Specjaliści z ATEQ są do Państwa dyspozycji. Zapraszamy do współpracy.

ATEQ PL Sp. z o.o.
ul. Patriotów 181, 04-881 Warszawa
tel. 22 612 26 78, 601 209 562
e-mail: info@ateq.pl 
www.ateq.pl

źródło: Automatyka 5/2021