Un nuevo laboratorio efectúa análisis para garantizar el correcto funcionamiento de las baterías de vehículos eléctricos

Applus+ IDIADA tiene su sede y su principal centro técnico en las proximidades de Barcelona. Sus instalaciones están consideradas las más completas de Europa y cuentan con los recursos necesarios para realizar una inmensa variedad de ensayos en cualquier tipo de vehículo. Applus+ IDIADA es uno de los clientes más importantes de HBK en España y utiliza muchos de sus equipos y soluciones. A lo largo de los años, las dos empresas han sabido construir una estrecha relación de confianza mutua.

Actualmente, el sector del automóvil está inmerso en cambios muy profundos originados por el auge de los coches eléctricos. Algo que, entre otras cosas, ha dado un giro al alcance de las pruebas de I+D. Uno de los retos viene impuesto por la necesidad de realizar ensayos mecánicos, eléctricos y térmicos de baterías de altas prestaciones.

Los fabricantes están haciendo cuantiosas inversiones en el desarrollo de nuevos vehículos eléctricos; como resultado, está aumentando la demanda de pruebas de nuevas cadenas cinemáticas electrificadas, con baterías e inversores de corriente. Esta tendencia tendrá continuidad en el futuro. Y, precisamente en un escenario como este, un proveedor como HBK puede prestar a Applus+ IDIADA una ayuda inestimable. Los equipos de HBK desempeñan una función muy importante en las nuevas instalaciones de este cliente, que incluyen un laboratorio, bancos de ensayos y capacidad para la realización de pruebas móviles. De hecho, HBK ha aportado muchos de los sistemas de adquisición y análisis de datos que se emplean en las pruebas de laboratorio de baterías de altas prestaciones.

El objetivo de Applus+ IDIADA era crear un nuevo laboratorio en el que ensayar y homologar baterías para vehículos eléctricos e híbridos, a todos los niveles: celdas, módulos y baterías completas, con mediciones muy precisas de tensiones, corrientes y temperaturas en el curso de ensayos térmicos y de rendimiento.

Problema

Applus+ IDIADA, un especialista en servicios completos de ensayo e ingeniería para toda clase de vehículos, estaba construyendo un nuevo laboratorio para ensayar y homologar baterías para vehículos eléctricos e híbridos. El equipamiento debía cumplir dos requisitos fundamentales: en primer lugar, para los bancos de ensayos se necesitaban sistemas de adquisición de datos de 150 canales para medir tensiones de 5 V y termopares, con el fin de homologar el rendimiento y la fiabilidad de baterías. En segundo lugar, era esencial una integración con el bus de campo EtherCAT™, para introducir los datos de medida en un banco de ensayos automatizado —y en su software—, de forma paralela y en tiempo real.

Solución

En primer lugar, HBK ofreció un completísimo apoyo técnico y comercial, que fue clave para establecer una relación de confianza a largo plazo. Después de analizar las necesidades del nuevo laboratorio, HBK suministró 36 unidades del módulo MX809B QuantumX, que garantizan la seguridad incluso con picos de tensión de 2400 V. Este módulo, aparte de que cumple los requisitos y la normativa de las pruebas de baterías, es capaz de adquirir cualquier tipo de magnitud física.

Resultados

Ahora, el laboratorio de Applus+ IDIADA está perfectamente equipado para hacer ensayos de celdas, módulos y baterías completas midiendo voltajes, corrientes y temperaturas, y para verificar y certificar el rendimiento, la eficiencia y la fiabilidad de las baterías. La integración de EtherCAT™ en tiempo real permite suministrar de forma directa los datos de medición al banco de ensayos automatizado y al software, formando una solución totalmente integrada. Además, la versatilidad de los módulos MX809B instalados y de las familias de soluciones de adquisición de datos QuantumX y SomatXR abre la puerta a ampliar el sistema según las necesidades. La solución es fácil de manejar, puede utilizarse con cualquier número de entradas y admite toda clase de magnitudes físicas.

Se solicitó a HBK que equipase dos bancos de ensayos, cada uno con un sistema de adquisición de datos de 150 canales, para medir tensiones en las celdas de hasta 5 V, obtener medidas totales de tensión y corriente, y registrar la temperatura en numerosos puntos de medida con la ayuda de termopares muy sensibles. Además, debía garantizarse un sistema intrínsecamente seguro, capaz de proteger al personal frente a niveles totales de tensión de batería de hasta 800 VCC.

Aparte del análisis de los datos procedentes de los sensores activos, la segunda prioridad consistía en integrar todas las señales de medición en paralelo y suministrárselas al sistema de automatización de las pruebas a través de EtherCAT™ en tiempo real.

Además, Applus+ IDIADA necesitaba que el sistema fuera fácilmente ampliable en el día a día, y que se pudiera adaptar a cualquier número y tipo de entradas y magnitudes físicas. Por ejemplo, temperatura (RTD como PT100/PT1000), acelerómetros, galgas extensométricas, sensores de presión e incluso sensores ópticos de red de Bragg en fibra (FBG). Todo ello, para realizar un amplio espectro de pruebas de rendimiento eléctrico, uso inadecuado, análisis térmico y ensayos de integridad estructural.

HBK entra en acción

Para responder a las necesidades del nuevo laboratorio de Applus+ IDIADA, HBK suministró 36 unidades del módulo MX809B QuantumX. Cada módulo ofrece ocho canales, con los que se pueden medir temperaturas de manera altamente precisa y rápida utilizando cualquier tipo de termopar; igualmente, permiten medir tensiones en las celdas con la máxima impedancia, con potenciales de hasta 1500 VCC, empleando líneas de detección totalmente aisladas y con doble aislamiento. La seguridad está garantizada incluso con picos de tensión de hasta 2400 V. En definitiva, la solución basada en el módulo el MX809B QuantumX cumple de largo los requisitos de seguridad solicitados para proteger a las personas y los equipos en este peligroso entorno de alta tensión. Y con certificación VDE.

Applus+ IDIADA ha podido comprobar que, a diferencia de los productos de otros proveedores, el MX809B QuantumX se adapta perfectamente a esta aplicación y cumple en su totalidad los requisitos, no solo los que tienen que ver con la seguridad, sino también la normativa que lleva implícita cualquier prueba de baterías. Y, no hace falta decirlo, con la calidad y precisión típicas de los equipos de HBK.

Otro argumento de peso fue el software catman, ideal para configurar rápidamente todos los canales, visualizar los resultados en vivo, adquirir datos y analizarlos sobre la marcha o durante el posprocesamiento. Y, para terminar, al cliente le resultó muy útil la integración de todos los datos en tiempo real en el banco de ensayos a través de EtherCAT o XCP-on-Ethernet, utilizando herramientas MCD como CANape, INCA o PUMA Open.

Los módulos QuantumX pueden utilizarse en todas las tareas de ensayo, medición y análisis que Applus+ IDIADA tiene previsto realizar, y son capaces de adquirir cualquier tipo de magnitud física. La versatilidad fue otra de las razones por las que se eligió a HBK para este proyecto.

Acerca de Applus+ IDIADA

Applus+ IDIADA es una empresa con más de 30 años de experiencia en servicios de diseño, ingeniería, ensayos y homologación para el sector del automóvil y los vehículos comerciales, a escala internacional. Tiene una plantilla de más de 2500 profesionales y cuenta con una red de filiales y sucursales en 22 países.

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