Inovácie v oblasti elektromobility testujeme vo všetkých prostrediach. V teplotách od -40 °C do +150 °C alebo v soľnej hmle
Špeciálny projekt
Spoločnosť Schaeffler si ako svetový dodávateľ v oblasti automotive a ostatných odvetví priemyslu vybudovala svoje miesto na trhu elektromobility s produktami, ktoré ponúkajú kombináciu špičkovej technológie, hospodárnosti a udržateľnosti. Na Slovensku má skupina dva závody – v Skalici a v Kysuckom Novom Meste – pričom kysucký závod už niekoľko rokov vyrába presné produkty a komplexné systémy v oblasti elektromobility pre motory, prevodovky a podvozky. Práve na Kysuciach finišuje výstavba výskumného a vývojového centra, ktoré pokryje celý „životný cyklus“ od návrhu cez testovanie prototypov až po sériovú výrobu.
Prvou časťou výskumného a vývojového centra, ktorá bola vybavená najnovšími technológiami a skúšobnými zariadeniami, je skúšobňa. Tá sa v minulom roku rozšírila o oblasť testovania inovácií budúcich elektromobilov prostredníctvom sekvenčných testov. O jej vybavení a type realizovaných testov sme sa rozprávali s vedúcim skúšobne e-Mobility Vladimírom Brončekom.
Vladimír Bronček, vedúci skúšobne e-Mobility
Čo v súčasnosti v Schaeffler Kysuce testujete?
S našimi odborníkmi sa podieľame na špičkových riešeniach pre mnohé automobilové značky aj na vývoji kompletných integrovaných elektrických pohonných systémov s maximálnym stupňom integrácie mechaniky, elektroniky a softvéru. Špecializujeme sa na testy celých systémov, ale aj komponentov vlastných produktov v rámci skupiny Schaeffler. Ide o testy funkčné, životnostné, ale aj simulácie vplyvov vonkajšieho prostredia sústredené do jednotlivých testovacích sekvencií, ktoré sú po odbornej a technologickej stránke náročné a dokážu dokonale preveriť naše inovácie pre hybridné a čisto elektrické autá. Vo väčšine prípadov testujeme novinky a prototypy, ktoré sa o niekoľko rokov dostávajú do sériovej výroby. Niektoré z nich budú súčasťou aj autonómnych vozidiel.
O akých typoch testov sa bavíme?
Sekvenčné testy predstavujú blok hoci aj sto rôznych testov vrátane mechanických, elektrických a environmentálnych testov. Skúšobňa je vybavená najmodernejšími technológiami, meracími systémami a stanicami, ktoré spĺňajú tie najprísnejšie bezpečnostné požiadavky. Skúšobné stroje sú koncipované na vykonávanie aktívnych testov, to znamená, že počas testovania je vzorka aktívne ovládaná prostredníctvom dátovej zbernice CAN BUS vrátane simulácie médií (chladenie, mazanie, napájanie), čo dokážeme zabezpečiť dodatočnými periférnymi zariadeniami, ako sú simulátory batérie, chladiaceho okruhu nemrznúcej kvapaliny alebo oleja.
Testovanie pomocou dynamometrov
Aké prístrojové vybavenie pri testoch využívate?
Vďaka špeciálnym klimatickým komorám vieme pri testovacej vzorke vytvoriť simuláciu reálneho prostredia tak, ako keby sa nachádzala v reálnom vozidle vrátane extrémnych situácii. Dokážeme regulovať teplotu okolitého prostredia, ale aj teplotu oleja alebo chladiaceho média. Pri testoch využívame aj univerzálne klimatické komory, takisto soľné komory, ktoré sú vybavené vstupmi na ovládanie vzorky prostredníctvom dodatočnej meracej techniky, alebo tiež šokové komory na testovanie vzoriek počas teplotných šokov. V šokovej komore vieme vyvolať tepelný šok z +220 °C na -80 °C za 20 sekúnd. Ďalej sú to dvojmotorové a trojmotorové dynamometre, ktoré vieme modulárne a vo veľmi krátkom čase prispôsobiť na testovanie hybridných modulov, elektrických polosí, prevodoviek, elektrických motorov alebo aktuátorov. Súčasťou dynamometrov sú aj simulátory batérií, mazacej sústavy, chladiacej sústavy a regulácie teploty okolia. Celý stroj – dynamometer vrátane všetkých periférií riadime z kontrolnej miestnosti prostredníctvom softvéru vďaka predpripravenému základnému riadiacemu systému. Neodmysliteľnou súčasťou sekvenčného testovania je dnes aj skúšobné zariadenie Shaker, ktoré testuje odolnosť voči vibráciám.
Súčasťou skúšobne je aj soľná komora. Na čo slúži?
Testujeme v nej odolnosť voči korózii. V strede komory je aplikačná dýza, ktorá rozprašuje soľný roztok. Vykonávame v nej aktívne testy, čiže počas pôsobenia soľnej hmly je vzorka v aktívnom stave (vzorka je napájaná vrátane médií) a vykonáva definovanú činnosť. Pred a po teste soľnou hmlou nasledujú funkčné testy, ktoré preverujú jej vplyv na funkcie vzorky.
Klimatická komora
Viete uviesť príklad konkrétnej požiadavky alebo zadania od zákazníka?
V súčasnosti máme požiadavky na testovanie celého spojeného systému elektromotora s prevodovkou, ktorý má byť podrobený veľmi silnému vibračnému profilu, podobnému extrémnej jazde po nespevnenom povrchu. So zákazníkom sme konzultovali prípadné úskalia testu a veľmi hraničné podmienky, ktoré v realite s týmto elektrokonceptom nemusia nastať. Napriek rizikám vznikol nápad porovnať elektroprototyp s jeho predchodcom – so spaľovacím motorom. Po prvotných testoch sme došli k nečakaným výsledkom. Z pohľadu tuhosti bolo miestami tlmenie vibrácií pri elektroprototype oveľa výraznejšie. Celkový systém elektromotora s prevodovkou tak výsledkami predbehol spaľovací motor.
Čo vás čaká v ďalších rokoch?
Momentálne dokončujeme pracovisko spätnej analýzy, určené na analýzu použitých vzoriek. Najčastejšie ide o vzorky, ktoré boli zabudované priamo v testovacích vozidlách u zákazníka, ale aj po testoch na testovacích staniciach. ,,Vďaka doterajším investíciám v hodnote cca. 7 mil. eur do testovacích staníc a laboratórií s najmodernejším vybavením sme dokázali zvýšiť nielen objem, ale aj kvalitu testov na úroveň, ktorá sa doteraz priamo v Schaeffler Kysuce nerealizovala,“ hovorí Ján Klimko, vedúci R&D oddelenia. ,,Špecifiká jednotlivých zákazníkov sa neustále menia, a preto aj v nasledujúcich rokoch plánujeme ďalšie investície do rozšírenia našich testovacích zariadení a špičkových technológií. Sme veľmi radi, že máme v tomto smere od našej centrály veľkú podporu a hlavne dôveru,“ dodáva Ján Klimko.
Shaker je zariadenie, ktoré slúži na testovanie odolnosti systémov a komponentov voči vibráciám. Najväčší shaker, ktorý v skupine Schaeffler existuje, je súčasťou skúšobne na Kysuciach. Za jeho obsluhu je zodpovedný Marek Mitz, testovací inžinier.
Marek Mitz je testovací inžinier zodpovedný za obsluhu zariadenia Shaker
Čo vaše zariadenie dokáže?
Testujeme na ňom odolnosť systémov a komponentov voči vibráciám frekvenciou do 2000 Hz v každom smere osí X, Y a Z. Testujeme harmonické, náhodné a aj šokové vibrácie. Často vytvárame aj preťaženie ako pri náraze alebo autonehode, keď dosahuje hodnotu až 50 G. Spolu s ďalšími perifériami, ako sú simulátory batérií, mazacieho okruhu alebo chladenia, vieme na shakeri zrealizovať aktívny test vzorky vrátane jej prevádzky, ako keby bola v automobile. Všetky nami testované systémy či komponenty musia, samozrejme, zostať po týchto šokoch funkčné, aby sme mohli potvrdiť ich bezpečnosť. Prostredníctvom teplotnej komory, ktorá je súčasťou shakera, simulujeme aj zaujímavé vibračné testy pri teplotách od -40 °C do +150 °C.
Diskutovanou otázkou v prípade autonehody elektromobilu je jeho bezpečnosť pre vodiča aj záchranné zložky. Testujete aj tieto aspekty?
Samozrejme, komponenty v elektromobile, ktoré sú pod vysokým napätím, musia byť stopercentne funkčné. Pri testoch je dôležité, aby nedošlo ku skratu niektorej časti systému. V prípade nehody musí riadiaca jednotka, ktorá je v podstate „mozgom“ automobilu, odpojiť systém vysokého napájania (high-voltage system). Riadiaca jednotka určuje výkon elektromotora, prednej a zadnej nápravy a celkovú bezpečnosť auta.
Aké vzorky najčastejšie testujete?
Našimi rukami prejdú rôzne systémy a komponenty podľa požiadaviek zákazníkov, automobilových spoločností. Testujeme eMobility systémy z oblasti komponentov podvozku aj spaľovacieho motora.
Zobrazit Galériu
