Dichtheitsprüfung eines Hochvolt-Boosters für EV-Antriebssysteme

Bewältigung der Herausforderungen bei der Dichtheitsprüfung eines großvolumigen, flexiblen Druckgussteils nach IP67-Spezifikationen

Hochvolt-Booster werden zu einem wichtigen Bestandteil der Konstruktion von Elektrofahrzeugen, da immer leistungsstärkere EV-Antriebssysteme auf den Markt kommen. Diese HV-Booster oder Wechselrichter ermöglichen die Kompatibilität dieser neuen, leistungsstärkeren Systeme mit der aktuellen Ladeinfrastruktur.

Die Einführung dieser Hochspannungstechnologie stellt eine neue Herausforderung für die Hersteller dar. Diese HV-Booster müssen getestet werden, um den hohen Leistungsanforderungen zu genügen und in der Praxis zuverlässig zu funktionieren. Die Dichtheitsprüfung ist eine der Prüfungen, die während des Herstellungsprozesses durchgeführt werden müssen, um die Produktqualität und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Ein Automobil-OEM-Hersteller von Hochvolt-Boostern wandte sich vor kurzem mit einem Projekt an innomatec: Er benötigte Unterstützung bei der Entwicklung einer Dichtheitsprüfung für seine neue
HV-Booster-Inverter-Montagelinie. Es handelte sich um eine sehr komplexe Anwendung, aber der Hersteller hatte erst kürzlich bei einer anderen Produktlinie in seinem Werk auf innomatec-Dichtheitsprüfgeräte umgestellt und wusste, dass er auf innomatec vertrauen konnte, um ein zuverlässiges und genaues Ergebnis zu erhalten.

Herausforderungen meistern: Mehrkanalige Dichtheitsprüfung eines großvolumigen Druckgussgehäuses zur Erfüllung der IP67-Spezifikationen

Viele Faktoren machten diese Anwendung komplex, darunter Elemente des Produktdesigns und
strenge Testspezifikationen, die erfüllt werden mussten. Zu den besonderen Herausforderungen zählten:

• Die Konstruktions-/Anwendungsanforderungen verlangten zwei getrennte Dichtheitsprüfungen (Kühlkreislauf, gefolgt von der Gehäuseeinheit) und Membranprüfung, um das Vorhandensein
  des Druckausgleichselements zu bestätigen.
• Das große Volumen und die flexible Konstruktion des Gehäuses würden sich mit dem angewandten Prüfdruck ausdehnen
• Das Gehäuse musste wasserdicht sein, geprüft nach IP67-Standard

Der Hersteller benötigte einen kostengünstigen und zuverlässigen Test und ein Team, dem er vertrauen konnte. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie innomatec diesen Test konzipiert hat,
um trotz der Komplexität des Designs und der Spezifikationen eine zuverlässige, wiederholbare Dichtheitsprüfung durchzuführen.

Entwicklung eines genauen, wiederholbaren Lecktestverfahrens für Hochvolt-Booster in Elektrofahrzeugen

Das Mehrkanal-Dichtheitsprüfgerät LTC-902 von innomatec und die connec®-Schnellanschlüsse
wurden eingesetzt, um die Anforderungen dieser anspruchsvollen Anwendung zu erfüllen. Sie bieten die nötige Flexibilität und Kontrolle für die Dichtheitsprüfung von großvolumigen Teilen, expandierenden Teilen, Druckguss, porösen Teilen und mehr.

Das Mehrkanal-Dichtheitsprüfgerät LTC-902 ermöglichte es dem Hersteller, die verschiedenen Prüfzyklen und -arten, die für diese komplexe Anwendung erforderlich sind, mit einem einzigen Dichtheitsprüfgerät durchzuführen, und die connec® Dichtungen von innomatec zeigten die
beste Leistung, insbesondere bei den Druckgussoberflächen.

Die innomatec-Dichtheitsprüfexperten lieferten nicht nur hervorragende Dichtheitsprüfgeräte, sondern halfen auch dabei, einige Änderungen am ursprünglich vom Hersteller vorgeschlagenen Dichtheitsprüfverfahren vorzunehmen, um den Prozess effektiver und effizienter zu gestalten. Dazu gehörte die Verlegung einer zusätzlichen elektrischen Prüfung in eine separate Prüfstation, da
sich die Kombination der elektrischen Prüfung nach der Dichtheitsprüfung als teuer und weniger effektiv erwies.

Im Folgenden wird beschrieben, wie innomatec die beste Lösung für die Dichtheitsprüfung von
Hochvolt-Boostern gefunden hat:

Schritt 1: Dichtheitsprüfung des Kühlkreislaufs

Der erste Schritt der Dichtheitsprüfung des Hochvolt-Boosters war die Prüfung des Kühlkreislaufs, der eine Überhitzung des Wechselrichters verhindert. Der Kühlkreislauf wurde mit dem Druckdifferenz-Verfahren geprüft. Bei diesem Verfahren misst das Dichtheitsprüfgerät die Druckänderung über eine bestimmte Zeitspanne in Bezug auf ein Referenzvolumen. Diese Dichtheitsprüfung liefert eine sehr genaue, hochauflösende Messung, die erforderlich ist, um sicherzustellen, dass keine Leckagen im Kühlkreislauf vorhanden sind. Die hohe Empfindlichkeit des Druckdifferenz-Verfahrens ermöglichte
die Prüfung bei den erforderlichen niedrigen Drücken (2,7 bar) und geringen Leckageraten (2 ml/min) bei gleichzeitiger Einhaltung einer schnellen Zykluszeit.

Schritt 2: Dichtheitsprüfung des Druckgussgehäuses

Der nächste Schritt war die Dichtheitsprüfung des Druckgussgehäuses des Hochvolt-Boosters.
Der Hersteller wollte hierfür eine Massenfluss-Verfahren nutzen. innomatec riet jedoch, stattdessen ein Druckänderungs-Verfahren zu nutzen. Aufgrund der langen Zykluszeit war es möglich, das Druckänderungssignal durch Verlängerung der Messzeit zu erhöhen. Dadurch konnten in dieser Anwendung stabilere Ergebnisse erzielt werden.

Das großvolumige Gehäuse (6 L) sollte bei einem Unterdruck (-0,4 bar relativ) auf eine geringe Leckrate (4 ml/min) geprüft werden, um sicherzustellen, dass keine Risse oder Dichtungsmängel vorhanden sind und die Schutzart IP67 (Wasserdichtigkeit) eingehalten werden kann.

Bei dem Druckänderungs-Verfahren wird das Bauteil mit Unterdruck beaufschlagt und die Druckänderung über die Zeit ermittelt. Das Messergebnis wird dann als Leckagerate ausgegeben.

Bei dieser Anwendung war die Flexibilität des Druckgussteils eine zusätzliche Herausforderung,
die es zu berücksichtigen galt. Dies bedeutete, dass es nicht druckstabil war und sich zusammenziehen würde, was zu einer Verzerrung der Messungen und Prüfergebnisse führen könnte. Um die Flexibilität dieses Teils Rechnung zu tragen, wurde dieser Test mit einer etwas längeren Füllzykluszeit konzipiert. Diese Maßnahme gewährleistet ein genaues Ergebnis der Dichtheitsprüfung.

Schritt 3: Membranprüfung

Der Prüfzyklus schloss mit einer Membranprfüng ab, um das Vorhandensein des Druckausgleichselements zu bestätigen und eventuelle Blockaden festzustellen. Zur
Durchführung der Membranprüfung wird der Prüfanschluss am Druckausgleichselement für eine Sekunde belüftet und dann wieder geschlossen, gefolgt von einem Druckänderungsprüfung.
Diese Druckänderung gibt Aufschluss, ob die Membran vorhanden ist oder ob sie blockiert ist.

Die Möglichkeit, diese Membranprüfung unmittelbar im Anschluss an die beiden vorangegangenen Dichtheitsprüfungen mit demselben Leck-Testcomputer durchzuführen, war ein Alleinstellungsmerkmal der innomatec-Lösung und bedeutete für den Hersteller eine willkommene Vereinfachung des Prozesses.

Vor der endgültigen Auslieferung der Lösung an den Hersteller führte innomatec eine Messsystemanalyse durch, bei der die Ergebnisse von 25 Testzyklen verglichen wurden, um sicherzustellen, dass die Messungen zuverlässig und wiederholbar waren. So konnte der Hersteller beweisen, dass er sich auf sein neues Dichtheitsprüfverfahren verlassen konnte, um die Qualität seiner Produkte zu gewährleisten.

Die beste Lösung für die Dichtheitsprüfung mit innomatec - ein Dichtheitsprüfunternehmen, dem man vertrauen kann.

Für den Hersteller von Hochvolt-Boostern war es sehr wichtig, sich auf die Dichtheitsprüfung verlassen zu können - das gilt sowohl für das Prüfkonzept als auch für den kompetenten Service und Support von innomatec. Das Team von innomatec erwies sich als echter Dichtheitsprüfungsspezialist, der alle Fragen beantwortete, Ratschläge und Verbesserungen für die vorgeschlagenen Verfahren anbot und letztendlich ein starkes Vertrauen beim Kunden aufbaute.

Benötigt Ihr Team Hilfe bei der Entwicklung oder Verbesserung Ihres Dichtheitsprüfverfahrens? Das Team von innomatec ist für Sie da. Kontaktieren Sie uns noch heute!