Sistema de ensayo de choque de agua para baterías de ion litio

El nuevo laboratorio de ensayos de un importante organismo de certificación internacional necesitaba un sistema para realizar ensayos de inmersión en agua de baterías de gran tamaño en el sector de la movilidad eléctrica. Weiss Technik desarrolló y suministró una solución que permite realizar ensayos conforme a LV 124 K13, ISO 16750-4 (ensayo de inmersión) e ISO 20653 (ensayo de inmersión IPX7), entre otras.

Equipamiento especial para un nuevo centro de ensayos múltiples

Un importante organismo de certificación buscaba un especialista para instalar un sistema de ensayos de choque de agua. Este equipo debía utilizarse para ensayar baterías de iones de litio para vehículos eléctricos conforme a las especificaciones de ensayo y norma LV 124 K13, ISO 16750-4 e ISO 20653. Basándose en sus años de experiencia con equipos de ensayo en el sector de la automoción, Weiss Technik ha desarrollado un concepto de sistema a medida que es adecuado tanto para probetas de ensayo de series cortas como para prototipos.

Configuración sofisticada de ensayos para una refrigeración ultrarrápida

LV 124 es una especificación de ensayo exhaustiva en el sector de la automoción e incluye la sección de ensayo K-13 «Inmersión en choque térmico». En el primer paso, la probeta se calienta hasta su temperatura máxima de funcionamiento. Al cabo de 5 segundos, la probeta se sumerge en un baño de agua salada (NaCl al 5%) a unos 0 °C, donde permanece durante cinco minutos. Después de retirarla, la probeta se calienta y se sumerge de nuevo (20 ciclos). Un reto especial era bajar el gran peso de la probeta (hasta 1.200 kg) de forma controlada dentro de los 5 segundos prescritos. Weiss Technik pudo aprovechar su experiencia con sistemas similares y desarrollar una solución segura y fiable.

Sistema único con dimensiones impresionantes

Sólo unos pocos centros de ensayo en el mundo disponen de un sistema de ensayo tan grande con unas dimensiones de 6.680 × 5.500 × 5.100 mm (A×F×A) para ensayos conformes a la norma K-13. Debido a la altura del sistema, se recomendó instalarlo en dos niveles accesibles o en un foso para poder introducir la probeta a nivel del suelo. Debido a la atmósfera corrosiva, el espacio de ensayo y las instalaciones debían estar fabricados con materiales de alta aleación resistentes a la corrosión.

Descenso rápido de los objetos de ensayo conectados

El sistema de ensayo consta de cuatro componentes principales: el espacio de aire de la cámara de ensayo propiamente dicha, una balsa de agua situada debajo, la estructura de acero y la unidad de la máquina, situada detrás del sistema. Durante la prueba, el espécimen se fija en una plataforma elevadora y se baja uniformemente a la cubeta de agua después de calentarlo mediante accionamientos eléctricos. La tecnología de accionamiento está diseñada de tal forma que el desplazamiento del centro de gravedad de la probeta no influye en el movimiento. El sistema de ensayo también dispone de un sistema de seguimiento de energía para el espécimen de ensayo, que garantiza que los cables estén bien guiados durante el movimiento vertical. Esto permite el contacto y la supervisión continuos de la probeta en varios modos de funcionamiento durante el ensayo.

Especificaciones adicionales

La plataforma sobre la que se fijan los especímenes de ensayo mide 2.900 × 1.900 mm y permite unas dimensiones máximas de los especímenes de ensayo de 2.500 × 1.700 × 750 mm (ancho × fondo × alto). El volumen de inmersión máximo permitido es de 3,18 m3 y el peso máximo de las muestras de ensayo es de 1.200 kg. La velocidad de calentamiento en el espacio de ensayo es de 2 K/minuto. El depósito de agua está equipado con un dispositivo de refrigeración y una bomba de circulación que garantizan una temperatura constante del agua en torno a 0 °C. El sistema de ensayos puede integrarse perfectamente en el sistema de gestión de edificios existente mediante interfaces estándar.

Weiss Technik es sinónimo de tecnología de ensayo probada

La solución de ensayo suministrada se basa en un concepto de sistema probado y en los muchos años de experiencia de Weiss Technik como socio especializado de la industria automovilística. Equipado con un controlador S!MPAC y una conexión Web Season, el sistema de ensayo permite una programación sencilla de las secuencias de ensayo, ofrece una función multiusuario y permite el acceso en todo el mundo a través de tableta u ordenador. La ingeniosa guía de aire garantiza una elevada constancia de la temperatura en el espacio de ensayo.

Equipamiento de seguridad para baterías de iones de litio

El sistema de ensayos permite comprobar baterías hasta el nivel de riesgo 6. Junto con el centro de ensayos, Weiss Technik ha desarrollado un concepto de seguridad que incluye tanto componentes ajustados en fábrica como medidas de seguridad in situ. El sistema está equipado con funciones de alarma visuales y acústicas, así como con un tambor de puerta eléctrico para impedir la apertura no autorizada durante los ensayos o en caso de accidente de un espécimen de prueba. Otras funciones de seguridad son las compuertas de alivio de presión, la purga de aire fresco y la detección de gases CO y CH. El sistema también debía instalarse en un compartimento contra incendios independiente. Para enfriar el espacio de ensayos en caso de desbordamiento térmico, debía preverse un sistema de nebulización de agua a alta presión in situ.

Realización del proyecto sin contratiempos

El sistema se desarrolló en colaboración con empresas asociadas y finalmente se montó en Hesse Central. Tras una intensa prueba en fábrica, se desmontó en varios componentes para su transporte. La división en componentes individuales se diseñó de forma que fuera posible montar y poner en funcionamiento el sistema rápidamente in situ.

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