A Controlar desenvolveu um sistema de Environmental Stress Screening (ESS) para teste de um conversor DC-DC de alta tensão para veículos elétricos, sob stress térmico e elétrico combinado, entre −40 °C e +85 °C.
A solução de teste
O cliente necessitava de uma solução capaz de realizar o screening funcional em 100% das unidades produzidas de um conversor DC-DC de alta tensão: um componente crítico de powertrain de veículos elétricos que recebe 410 Vdc de uma fonte a simular uma estação de carregamento e converte essa tensão para 800 Vdc ligada a uma fonte a simular a bateria do veículo, ao longo de uma gama de temperaturas extrema e em plena carga elétrica operacional.
Com base na vasta experiência em sistemas de ESS e de teste funcional para a indústria automóvel, o departamento de Engenharia da Controlar desenvolveu um sistema de screening totalmente integrado, construído em torno de uma câmara climática capaz de induzir o perfil térmico requerido, combinada com um banco de teste elétrico de alta potência.
O sistema está equipado com duas fontes de alimentação DC programáveis: uma configurada como estação de carregamento (410 Vdc, até 150 kW) e outra como simulador de bateria (800 Vdc, até 110 kW), suportando testes de corrente até 250 A em condições reais de operação do conversor.
Para gerir a carga térmica significativa gerada pelo produto durante os ensaios, o sistema incorpora um circuito hidráulico de glicol controlado por um chiller independente, que regula a temperatura interna do produto ao longo de todo o ciclo de teste, de forma independente da câmara climática. Após cada ciclo de screening, um módulo integrado de lavagem com água desionizada (DI-Water) efetua automaticamente a limpeza do circuito hidráulico do produto, removendo os resíduos de glicol e preparando a unidade para remoção, sem intervenção do operador.
A rastreabilidade do produto é assegurada por leitura de código DataMatrix no carregamento, e toda a sequência de teste, desde as rampas térmicas e parametrização elétrica até à ativação do modo do conversor, verificações de simetria, validação de corrente e tensão, e verificação final de estado, é totalmente automatizada e gerida pelo software de gestão de testes proprietário da Controlar.
O ciclo de screening completo tem uma duração aproximada de 1 hora e 45 minutos por unidade, garantindo uma validação exaustiva de cada produto antes de sair da linha de produção.
O sistema já se encontra instalado e em operação nas instalações do cliente.
ESS para componentes de powertrain de veículos elétricos: o conceito aplicado
Os componentes de powertrain de veículos elétricos, como conversores DC-DC e unidades de conversão de alta tensão, operam em algumas das condições mais exigentes do mundo automóvel, combinando temperaturas extremas com elevadas cargas elétricas num conjunto compacto e com requisitos críticos de segurança. O Environmental Stress Screening aplicado a estes componentes vai além dos ciclos térmicos convencionais: o produto em teste deve operar em plena carga funcional ao longo de todo o perfil de temperatura, desde o frio profundo (−40 °C) até ao calor intenso (+85 °C). Esta abordagem combinada valida não apenas a resiliência térmica, mas também o desempenho elétrico, o comportamento funcional e as margens de segurança em condições que reproduzem fielmente a operação real.
Ao realizar o screening a 100% das unidades produzidas desta forma, os fabricantes conseguem detetar defeitos latentes antes de os produtos chegarem ao mercado, reduzindo significativamente os custos de garantia, as falhas em campo e os riscos de segurança, um requisito indispensável em componentes de alta tensão para VE, onde a falha não é opção.
Para mais informações sobre as soluções de ESS da Controlar:
