Analisi di diversi casi di carico in un unico ambiente di banchi di prova presso HUBER + SUHNER

Che si tratti di treni o di auto, la mobilità del futuro sarà elettrica in termini di transizione energetica. Laddove sono presenti reti ferroviarie già alimentate elettricamente, i treni sono attualmente il mezzo di trasporto in cui questa nuova mobilità prevale. Per il trasporto su strada, i veicoli ibridi ed elettrici si stanno diffondendo sempre di più e anche nel campo dell’aviazione sta aumentando il numero di aeromobili alimentati elettricamente. I mezzi di trasporto elettrici dovrebbero avere un’elevata efficienza energetica ed essere comodi e sicuri; ciò è finalmente possibile, grazie a questa tecnologia di connettività ad alta qualità di HUBER + SUHNER (H + S).

L’azienda HUBER + SUHNER sviluppa e produce cavi, connettori e sistemi di cavi per la trasmissione di dati ed energia e offre tecnologie ad alta e bassa frequenza oltre a prodotti in fibra ottica, tutto da un unico fornitore.

Problema

I cavi nelle stazioni di ricarica per le auto elettriche devono sopportare un’ampia varietà di carichi e, nel contempo, garantire un funzionamento sicuro per un periodo di tempo piuttosto lungo.

Soluzione

HUBER + SUHNER, leader mondiale nella tecnologia di connettività elettrica e ottica, utilizza banchi di prova automatizzati all’avanguardia dotati di robot per testare i cavi, in grado di valutare un’ampia casistica di carichi diversi. Per l’acquisizione dei dati di misura necessari quando si ha a che fare con volumi di dati molto grandi e requisiti di precisione elevati, l’azienda utilizza la catena di misura completa di HBM.

Risultato

Il moderno concetto di test dei cavi utilizzato consente di effettuare analisi in tempo reale affidabili del ciclo di vita dei cavi nelle stazioni di ricarica: un contributo particolare, ma significativo, al futuro dell’E-mobility.

I cavi RADOX® di HUBER+SUHNER e il loro utilizzo nei sistemi di ricarica ad alta potenza HPC (High Power Charging)

Nelle stazioni di ricarica, i cavi e i loro collegamenti sono esposti a forti vibrazioni, temperature estreme e fluidi aggressivi per tutta la durata del loro ciclo di vita. Per questo, i requisiti di qualità, longevità e resistenza alla temperatura dei cavi e dei sistemi utilizzati sono molto alti. I cavi RADOX® multipolari sono estremamente resistenti alle alte temperature e sono stati sviluppati appositamente per la costruzione di attrezzature compatte e leggere con performance elevate.

Per garantirne l’uso continuo nelle stazioni di ricarica elettriche, i cavi sono sottoposti a tensione per i test su un banco di prova sottoposto a sollecitazioni e soggetto a milioni di cicli di carica.

Impostazione del banco di prova

I moderni robot dei banchi di prova impostano i cavi in base ai carichi predefiniti. Per questo motivo, vengono attivati diversi profili di carico a diverse temperature ambiente in una camera climatizzata. I cavi vengono anche sottoposti a una prova visiva durante il test per definire le possibili modifiche alla superficie del rivestimento isolante.

Per ottenere dati di misura stabili e tracciabili, per i test a lungo termine viene utilizzata la catena di misura completa di HBM (dai sensori precisi all’acquisizione dati e al software intuitivo) che consente di analizzare grandi quantità di dati con pochi clic. Viene così garantita una catena di misura affidabile senza interruzioni di sistema.

Secondo T.-M. Schmid, un tecnico di H + S, questo aspetto apre la strada a nuove possibilità d’uso dei robot moderni e aumenta il grado di libertà degli stessi nell’ambiente del banco di prova. In questo modo, è ad esempio possibile coprire molti casi di carico: sia che si tratti di una prova di flessione, di una prova di torsione o di una simulazione di movimenti completa 1:1, con una macchina funzionante si possono mettere in atto tutti i casi di carico possibili.

La cosa fondamentale è trovare e registrare i punti di misura e le quantità importanti per rilevare le modifiche materiali nei cavi. A questo scopo, vengono utilizzati sensori di forza, coppia, angolo di rotazione e temperatura; per l’acquisizione e l’analisi dei dati vengono utilizzati il sistema di acquisizione dati QuantumX e il software catman®.

Analisi a fatica con catman®: metodo di classificazione (analisi picco-valle)

Nei test a lungo termine, i valori massimi di forza o di coppia devono essere determinati costantemente in maniera precisa. A questo scopo, i segnali analogici di pickup vengono digitalizzati e registrati con elevata precisione ed elevata dinamica. Dato che le misurazioni si protraggono per diversi mesi, è necessario analizzare grandi quantità di dati grezzi.

Grazie al metodo di riduzione dei dati intelligente usato nel software di acquisizione dati catman®, vengono archiviati solo i valori dei sensori minimi e massimi rilevanti, il che consente di ridurre notevolmente la quantità di dati. Allo stesso tempo, è attivo anche un contatore di cicli che valuta i valori minimi e massimi. Il test può essere interrotto dopo un determinato numero di cicli, per mezzo di trigger intelligenti. Anche la tendenza statistica dei valori dei segnali minimi e massimi viene alternativamente analizzata online e inclusa nel  monitoraggio dell’evento o dell’allarme. Nel caso più semplice, gli allarmi possono modificare il colore del segnale (blu-> rosso) o generare azioni quali l’inserimento di un valore nel registro, l’invio di un messaggio push al telefono mobile, l’attivazione della fotocamera, l’archiviazione di tutti i dati grezzi e molto altro.

Durante la misurazione, i dati vengono protetti periodicamente ad intervalli sicuri in un tempo definito. Il contatore non viene influenzato. Per interrompere la misurazione, si usa come trigger di interruzione una variazione massima definita dei valori minimi o massimi. La vita utile dei cavi viene determinata dal numero di cicli di calcolo reali raggiunto. Per eseguire questi compiti di test e misura impegnativi non sono necessarie particolari conoscenze di programmazione. La E-mobility richiede soluzioni intelligenti e H + S è pronta a dare il suo importante contributo in questo senso. HBM offre il supporto necessario per questo processo con strumenti di qualità per la valutazione metrologica durante il test. HBM offre anche ulteriori opportunità per i test elettrici e per l’analisi del rendimento e dell’efficienza delle batterie.