Caso de estudio: banco de ensayos con cargas múltiples Caso de estudio: banco de ensayos con cargas múltiples | HBM

HUBER + SUHNER: análisis de distintas situaciones de carga en un mismo banco de ensayos

La movilidad del futuro pasa por una transición energética eléctrica, independientemente de que nos movamos en coche o en tren. Allí donde ya existen redes ferroviarias electrificadas, los trenes son un medio de transporte esencial. En las carreteras, los vehículos híbridos y eléctricos están ganando una importancia creciente. Incluso en el campo de navegación aérea cada vez se habla más de aeronaves eléctricas. Los medios de transporte eléctricos deben ser seguros, cómodos y con muy buena eficiencia energética. La tecnología de conexión de altas prestaciones de HUBER + SUHNER (H + S) ayuda a materializar estos objetivos.

La empresa HUBER + SUHNER desarrolla y fabrica cables, conectores y sistemas para transmisión de datos y de energía. Ofrece bajo una sola marca tecnologías de alta y baja frecuencia, así como productos de fibra óptica.

Problema

Los cables de las estaciones de recarga eléctrica soportan cargas mecánicas muy variadas y, aun así, deben funcionar de manera fiable durante mucho tiempo.

Solución

HUBER + SUHNER, líder mundial en tecnología de interconexión, prueba sus cables en bancos de ensayos de última generación automatizados y robotizados, capaces de evaluar un amplio espectro de situaciones de carga. Para adquirir los grandes volúmenes de datos de medida necesarios, utiliza cadenas de medida completas de HBM, perfectamente a la altura de los exigentes requisitos de precisión.

Resultado

Ahora, gracias a un moderno concepto de ensayo, se realizan análisis fiables y precisos del comportamiento de los cables en las estaciones de recarga durante toda su vida útil, en lo que constituye una aportación lateral, aunque significativa, al futuro de la movilidad eléctrica.

En las estaciones de recarga, los cables y las conexiones de cables se someten a condiciones extremas.
En las estaciones de recarga, los cables y las conexiones de cables se someten a condiciones extremas.

Cables RADOX® de HUBER + SUHNER y su aplicación en sistemas de carga de alta potencia HPC

En las estaciones de recarga, los cables y las conexiones de los cables se exponen a vibraciones intensas, temperaturas extremas y fluidos agresivos durante toda su vida útil. Evidentemente, a los cables y sistemas se les exige mucho en cuanto a calidad, longevidad y resistencia a la temperatura. Los cables multiconductor RADOX®, desarrollados específicamente para la construcción de equipos compactos y ligeros de altas prestaciones, tienen una resistencia sobresaliente y toleran muy bien el calor.

Para garantizar su funcionalidad a largo plazo en las estaciones de recarga eléctrica, se instalan en un banco de ensayos —que, básicamente, es un potro de tortura—, y se someten a millones de ciclos de carga mecánica.

Automated test stand
Application in a test stand

Configuración del banco de ensayos

El banco de ensayos utiliza modernos robots de sobremesa para caracterizar la respuesta de los cables ante cargas mecánicas predefinidas. Se aplican distintos perfiles de carga a diferentes valores de temperatura ambiente, en el interior de una cámara climática. Durante los ensayos se hace también una comprobación visual de los cables, para detectar posibles cambios en la superficie del aislamiento.

Para obtener datos de medida estables y trazables en los ensayos de larga duración, se utiliza una cadena de medida completa de HBM. Esta cadena de medida está formada por sensores de alta precisión, un equipo de adquisición de datos y un software de manejo intuitivo, capaz de analizar grandes cantidades de datos con unos pocos clics de ratón. En definitiva, una cadena de medida fiable y continua.

De acuerdo con los técnicos de H + S, este aspecto abre nuevas posibilidades al uso de robots modernos y al grado de libertad con que pueden funcionar dentro del entorno del banco de ensayos. Así, por ejemplo, se pueden ensayar distintas situaciones de carga: ensayos de flexión, ensayos de torsión y movimientos completos simulados 1:1. Cualquier posible situación de carga puede reproducirse empleando medios mecánicos.

La clave consiste en determinar cuáles son los puntos y magnitudes de medida relevantes para detectar cambios significativos en los cables. Y, por supuesto, grabar las medidas. Para todo ello se utilizan sensores de fuerza, par, ángulo de rotación y temperatura. Para la adquisición y el análisis de datos se utiliza un sistema QuantumX y el software catman®, ambos de HBM.

Análisis de fatiga con catman®: método de clasificación (análisis de picos y valles)

En los ensayos de larga duración es imprescindible determinar con precisión y de forma repetida las fuerzas y pares máximos que se producen. Para ello, las señales analógicas que se captan se digitalizan y se graban con alta precisión y altas características dinámicas. Este tipo se medidas se extienden durante varios meses, lo cual requiere analizar una cantidad importante de datos en bruto.

Gracias a un método inteligente de reducción de datos incorporado al software de adquisición de datos catman®, solo se almacenan los valores mínimos y máximos relevantes de las señales de los sensores. Esta técnica permite reducir considerablemente el volumen de datos. Al mismo tiempo, corre un contador de ciclos, que sirve para caracterizar los mínimos y máximos. Después de un número dado de ciclos, el ensayo puede detenerse, empleando para ello activadores (triggers) inteligentes. La tendencia estadística de los valores mínimos y máximos de la señal también se analiza en línea y se incluye en la monitorización de eventos o alarmas. En el caso más sencillo, las alarmas pueden cambiar el color de la señal (de azul a rojo). También pueden desencadenar acciones como, por ejemplo, una anotación en un registro, el envío de un mensaje a un teléfono móvil, la activación de una cámara o el almacenamiento de todos los datos en bruto.

Durante la medición, los datos se protegen periódicamente a intervalos definidos. Estas operaciones no afectan al contador. Como criterio para detener la medición se utiliza un cambio máximo definido en los valores mínimos o máximos (trigger de parada). La vida útil de los cables viene dada por el número de ciclos de carga reales efectuados. Para llevar a cabo esta tarea de ensayo y medición —que, como hemos visto, es exigente— no se requieren conocimientos de programación. La movilidad eléctrica requiere soluciones inteligentes. H + S lo tiene todo para hacer una aportación significativa en este campo. HBM proporciona soporte en este proceso con herramientas de calidad para la evaluación metrológica de los ensayos. Además, HBM ofrece otras oportunidades de realización de ensayos eléctricos y de análisis de rendimiento y eficiencia de baterías.