Inovácie v oblasti elektromobility testujeme vo všetkých prostrediach. V teplotách od -40 °C do +150 °C alebo v slanej hmle.

04.05.2023 | Kysuce

• V Schaeffler Kysuce finišuje v týchto mesiacoch výstavba výskumného a vývojového centra
• V skúšobni R&D centra sa testuje viac ako 100 druhov sekvenčných testov
• Je vybavená špičkovými zariadeniami medzi ktoré patria shaker alebo soľná komora

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.

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.

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.

Najväčší shaker, ktorý v skupine Schaeffler existuje, je súčasťou skúšobne na Kysuciach. Čo 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.

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.

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.