¿Cómo responden las baterías de iones de litio para vehículos eléctricos al calor, al frío y a las temperaturas que cambian rápidamente? Esto se comprueba repetidamente durante su desarrollo y en la producción para garantizar la seguridad de los dispositivos de almacenamiento de energía. Weiss Technik ha suministrado 22 cámaras de ensayos para el Centro de competencia de sistemas de baterías de VW en Braunschweig. Estas cámaras cuentan con un equipo de seguridad según el nivel de riesgo 6 y, gracias a un nuevo concepto de cámara, tienen una huella especialmente pequeña.
Impresionantes capacidades de prueba acumuladas
Con más de nueve millones de vehículos registrados en 2023, el Grupo Volkswagen es uno de los principales fabricantes de automóviles del mundo. Volkswagen ha combinado el desarrollo y la producción de preseries de sistemas de baterías de alto voltaje en su centro de excelencia de sistemas de baterías en Braunschweig. Esto requirió amplias capacidades de pruebas de temperatura y clima con un total de 22 cámaras de ensayos. Por un lado, tenían que proporcionar suficiente espacio para paquetes completos de iones de litio, pero por otro lado, debían tener la menor huella posible. Dado que los ensayos se realizan en objetos de ensayo alimentados con corriente, también tenían que tener el equipo de seguridad adecuado.
La seguridad ante todo: el equipamiento de acuerdo con el nivel de riesgo
Las baterías, módulos y celdas de iones de litio tienen una alta densidad energética. Cuando se someten a pruebas objetos de ensayo que están energizados y sometidos a tensión por la temperatura y el clima, el aumento de la densidad de energía puede provocar sobrecargas y fallos de funcionamiento que destruyan las baterías. Para proporcionar la mejor protección posible al personal y a las cámaras de ensayos mediante medidas técnicas, las cámaras de ensayos se equiparon con dispositivos de protección para el nivel de peligro 6, de acuerdo con la evaluación de riesgos de las normas de nivel de peligro de la EUCAR. Entre otras cosas, se incluyen recintos de ensayos con costuras soldadas herméticas y aislamiento de material no inflamable, sistemas de purga de aire, sistemas de detección de gases para CO y HC, inertización con nitrógeno en caso de incendio, recintos de ensayos protegidos contra sobrepresión y detección de incendios mediante medición de temperatura.
Equipamiento básico y variantes especiales
Las cámaras de ensayos pueden utilizarse para cumplir con normas de ensayo comunes, como la norma VW PV1200 de Volkswagen. 18 de las cámaras de ensayos son aptas para pruebas de temperatura de -40 a +90 °C con una tasa de cambio de 3 K. Se diseñaron tres cámaras adicionales con un rango de temperatura ampliado de -40 a 150 °C. Para llevar a cabo pruebas específicas de cambio de temperatura, se ha equipado una de las cámaras de ensayos para aumentar la velocidad de cambio hasta 10 K. Aparte de las cámaras de prueba mencionadas, Weiss Technik entregó en el proyecto una cámara climática especial con mesa vibratoria multieje (MAST) y dos sistemas idénticos para pruebas de corrosión con un único cuarto de máquinas.
Concepto de tamaño reducido
Para conseguir el mínimo espacio necesario y ahorrar espacio al montar las cámaras de ensayos, Weiss Technik revisó primero el diseño de la cámara, que ya había sido probado y desarrollado, y creó un nuevo concepto de cámara. La cámara de ensayos se elevó sobre un armazón inferior para que la parte mecánica, que de otro modo habría estado situada en el lateral, pudiera colocarse debajo de la cámara de ensayos. Las cámaras de ensayos se instalaron individualmente y se protegieron con cerramientos a la altura del techo para evitar cualquier impacto en los demás sistemas de ensayo de la sala en caso de que se produjera un incidente en una de las cámaras.
Equipamiento básico y particularidades
Todas las cámaras de ensayos están equipadas con una ventana de visualización calefactada con múltiples cristales y puertas dobles para facilitar la carga. La mitad de las cámaras tienen un marco de prueba de dos niveles para que se puedan probar dos objetos de ensayo más pequeños al mismo tiempo en lugar de uno grande. La cámara de ensayos funciona con el probado sistema de medición y control digital SIMPAC y el software WEBSeason. La unidad de mando, programación y monitorización con panel web está fijada en la puerta del recinto de ensayos.
Con sus 22 cámaras de ensayos, el centro de competencia de VW para sistemas de baterías cuenta con tecnología de pruebas de vanguardia y que ahorra espacio, con equipos de seguridad que cumplen con los más altos estándares. Esto proporciona la base óptima para probar y desarrollar aún más las baterías de iones de litio.