Controlar desarrolló un sistema de Environmental Stress Screening (ESS) para probar un convertidor DC-DC de alta tensión para vehículos eléctricos bajo condiciones combinadas de estrés térmico y eléctrico, de −40 °C a +85 °C.
La solución de prueba
El cliente necesitaba una solución capaz de realizar el screening funcional en el 100% de las unidades producidas de un convertidor DC-DC de alta tensión: un componente crítico del powertrain de vehículos eléctricos que recibe 410 Vdc de una fuente que simula una estación de carga y convierte esta tensión a 800 Vdc, conectado a una fuente que simula la batería del vehículo, a lo largo de un rango extremo de temperaturas y a plena carga eléctrica operativa.
Basándose en su amplia experiencia en sistemas ESS y de prueba funcional para la industria de automoción, el departamento de Ingeniería de Controlar desarrolló un sistema de screening totalmente integrado, construido en torno a una cámara climática capaz de inducir el perfil térmico requerido, combinada con un banco de pruebas eléctrico de alta potencia.
El sistema está equipado con dos fuentes de alimentación DC programables: una configurada como simulador de estación de carga (410 Vdc, hasta 150 kW) y otra como simulador de batería (800 Vdc, hasta 110 kW), soportando pruebas de corriente de hasta 250 A en condiciones reales de funcionamiento del convertidor.
Para gestionar la importante carga térmica generada por el producto durante las pruebas, el sistema incorpora un circuito hidráulico de glicol controlado por un chiller independiente, que regula la temperatura interna del producto durante todo el ciclo de prueba, de forma independiente de la cámara climática. Después de cada ciclo de screening, un módulo integrado de lavado con agua desionizada limpia automáticamente el circuito hidráulico del producto, eliminando los residuos de glicol y preparando la unidad para su retirada, sin intervención del operador.
La trazabilidad del producto se garantiza mediante la lectura de código Data Matrix durante la carga, y toda la secuencia de prueba — desde las rampas térmicas y la parametrización eléctrica hasta la activación del modo del convertidor, las verificaciones de simetría, la validación de corriente y tensión, y la verificación final de estado — está totalmente automatizada y gestionada por el software propietario de gestión de pruebas de Controlar.
El ciclo completo de screening tiene una duración aproximada de 1 hora y 45 minutos por unidad, garantizando una validación exhaustiva de cada producto antes de salir de la línea de producción.
El sistema ya se encuentra instalado y en funcionamiento en las instalaciones del cliente.
ESS para componentes de powertrain de vehículos eléctricos: el concepto aplicado
Los componentes de powertrain de vehículos eléctricos, como convertidores DC-DC y unidades de conversión de alta tensión, operan en algunas de las condiciones más exigentes del sector de automoción, combinando temperaturas extremas con elevadas cargas eléctricas en un conjunto compacto y con requisitos críticos de seguridad. El Environmental Stress Screening aplicado a estos componentes va más allá de los ciclos térmicos convencionales: el producto bajo prueba debe operar a plena carga funcional durante todo el perfil de temperatura, desde frío extremo (−40 °C) hasta calor intenso (+85 °C). Este enfoque combinado valida no solo la resiliencia térmica, sino también el rendimiento eléctrico, el comportamiento funcional y los márgenes de seguridad en condiciones que reproducen fielmente la operación real.
Al realizar el screening en el 100 % de las unidades producidas de esta forma, los fabricantes pueden detectar defectos latentes antes de que los productos lleguen al mercado, reduciendo significativamente los costes de garantía, los fallos en campo y los riesgos de seguridad — un requisito esencial en componentes de alta tensión para vehículos eléctricos, donde el fallo no es una opción.
Para más información sobre las soluciones ESS de Controlar:
→ AST — Sistema de Prueba Acelerada para Climatic Screening
