SMC chillers voor temperatuurregeling in een testsysteem voor elektrische voertuigen.
Op zoek naar een innovatieve oplossing ging multinational IPTE met zijn technologische partner SMC de uitdaging aan om onderdelen te koelen tijdens testen in een revolutionair systeem voor een van zijn prestigieuze tier 1-klanten voor elektrische voertuigen. Het resultaat: een robuuste, betrouwbare, zeer efficiënte oplossing die kan worden aangepast aan verschillende sectoren en landen. De sleutel tot het succes was voortdurende samenwerking, maatwerk en after-sales service.
IPTE, een van oorsprong Belgische onderneming met wereldwijde vestigingen, heeft een kantoor in Reus (Tarragona, Spanje) waar het vooral werkzaam is voor internationale klanten. IPTE heeft daar twee productielijnen voor machines: een lijn voor assemblage van onderdelen en één voor testen om te controleren of de onderdelen voldoen aan de specificaties die klanten eisen.
IPTE in Reus onderscheidt zich als de enige hoofdvestiging van de multinational die gespecialiseerd is in het ontwerpen en produceren van testmachines voor onderdelen van elektrische voertuigen. “Wij werken met turnkey-projecten”, zegt Marc Espolet, Manager Test Engineering bij IPTE. “Dat wil zeggen, zij geven ons een specificatie en wij doen de rest: elektrische en mechanische softwareontwikkeling, inbedrijfstelling en levering. De laatste tijd zijn we nauw betrokken bij de sector elektrische voertuigen vanwege de groei en betekenis ervan in de industrie. Dit specifieke project is voor de elektrische auto en richt zich op het maken van machines om OBC’s (Onboard Battery Chargers) te testen. Sommige onderdelen vereisen snelle testen, terwijl andere testen uitgebreider en veeleisender zijn en warmte genereren in het onderdeel. Dat moeten we vervolgens koelen en daarbij werken we samen met SMC. Met de chillers van SMC kunnen we het onderdeel testen en tegelijkertijd koelen, zodat het optimaal presteert”, aldus Espolet.
Marc Espolet, Manager Test Engineering bij IPTE (links) en Ricardo Chiabrando, hoofd van het commerciële team van SMC dat IPTE adviseerde.
Door zich te concentreren op de machine simuleert IPTE een omgeving waarin het onderdeel zich gedraagt alsof het in het voertuig is geïnstalleerd. Op basis van deze simulatie wordt een reeks testen uitgevoerd, waaronder continuïteit en elektrische isolatie. Espolet: “Alle onderdelen voor elektrische voertuigen moeten bijvoorbeeld hoogspanningstesten en interne isolatietesten ondergaan. Hierbij worden de onderdelen onderworpen aan een spanning van 3.000/5.000 volt om voldoende isolatie te garanderen. Er worden ook vermogenstesten uitgevoerd. Dit zijn klantspecifieke projecten, waarbij één onderdeel standaard is en de rest op maat wordt gemaakt.” IPTE ziet een marktvraag naar langere testen van twee tot vier uur. Om hieraan te kunnen voldoen, biedt het bedrijf een oplossing die volledig instelbaar en flexibel is, zodat klanten het testen kunnen afstemmen op hun eigen behoeften.
OBC Burn-in teststationmachine van IPTE.
Samenwerking met SMC
Op basis van deze ontwikkelingen speelt de samenwerking met SMC een belangrijke rol. Voor projecten waarbij langer moet worden getest, moeten onderdelen gekoeld worden. Hiervoor is een machine ontworpen die meerdere onderdelen tegelijkertijd parallel kan testen. Een tier 1-klant uit de automobielindustrie eiste deze aanpak, omdat ze honderd procent van de productie per lading moet kunnen verifiëren. Voorheen voerde de klant alleen snelle testen uit die aanvankelijk correct waren, maar, nadat de onderdelen in de voertuigen waren gemonteerd, na verloop van tijd tekortschoten. Conclusie: hoewel de onderdelen op dat moment door de testen kwamen, raakte een bepaald onderdeel na verloop van tijd defect. Met de nieuwe machine worden onderdelen langer belast, waardoor potentiële defecten kunnen worden opgespoord. Deze trend naar uitgebreidere testen en de behoefte aan koeling zetten de toon in de markt. Om aan die vraag te voldoen, heeft de machine drie chillers van SMC. Met deze partner heeft IPTE ook samengewerkt aan het ontwerp van een bedieningspaneel dat het water regelt, druk en debiet meet, onzuiverheden filtert, etc. “Het hydraulisch gedeelte stelt ons in staat om het debiet te regelen, metingen te doen en het circuit leeg te maken zodra de test klaar is”, zegt Espolet.
Nauwkeurige procesbeheersing
IPTE ontwierp samen met SMC ook een ander deel van de machine waarin drie essentiële aspecten worden uitgevoerd. Espolet: “Eerst wordt gecontroleerd of het onderdeel correct is aangesloten, zonder lekken of contactproblemen. Vervolgens wordt het koelcircuit uitgevoerd met verschillende temperatuurwisselingen, variërend tussen 2 en 85 graden, om het onderdeel aan thermische stress te onderwerpen. Tot slot wordt het circuit geleegd met lucht om het onderdeel te verwijderen zonder vloeistof te morsen. Dit hele systeem is ontworpen om automatisch te werken, terwijl druk-, flow- en temperatuurmetingen worden uitgevoerd om een nauwkeurige procesbeheersing te garanderen.”
Kortom, chillers van SMC hebben een cruciale rol bij het verwijderen van overtollige warmte die door het onderdeel in een echt voertuig zou worden afgevoerd. “Uiteindelijk simuleren we onder extreme omstandigheden een voertuig, zodat eventuele storingen zich voordoen tijdens het testen en niet nadat het onderdeel in het voertuig is geïnstalleerd. Het is een kwaliteitscontrole die automatisch wordt uitgevoerd. Wij zijn een van de eersten die automatische koelsystemen ontwikkelen zonder tussenkomst van mensen”, legt Espolet uit.
Compacte en betrouwbare oplossingen
IPTE vindt de chillers van SMC zeer compact: “Er zijn veel fabrikanten op de markt, maar geen enkele andere biedt compacte oplossingen en geïntegreerde recovery. Daarom zijn wij gesteld op deze oplossingen, omdat de chiller zelf het debiet, de temperatuur en ook de recovery kan regelen. Bovendien hebben ze drukregeling, omdat de motoren verstelbaar zijn, waardoor we meer controle hebben over de druk/het debiet dat de DUT vereist”, benadrukt Espolet.
“Met SMC werken we al op pneumatisch niveau, maar niet op hydraulisch niveau. We besloten SMC ook in die zin te vertrouwen, omdat we een partner hadden gevonden die vanaf het allereerste begin niet alleen interesse had in het verkopen van een product, maar ook in het bieden van technische ondersteuning bij het testen en ontwikkelen. Ongeveer drie jaar geleden zijn we begonnen met het testen met SMC, anticiperend op een toekomstige marktvraag. Tijdens dit proces heeft SMC ons een chiller ter beschikking gesteld waarmee we koeltesten, leegmaaktesten, etc. konden uitvoeren. Het was zeer experimenteel.
SMC heeft veel gedaan en dat waarderen we. Zoals ik al zei, ze verkopen niet alleen een product, maar bieden ook ondersteuning en samenwerking. De ondersteuning van hun technische team was fundamenteel voor het ontwerp van het circuit. We hebben ook veel nadruk gelegd op betrouwbaarheid, omdat het erg belangrijk is dat onze machines getest de deur uitgaan en geen problemen veroorzaken als we het project hebben opgeleverd. Dit leidt tot aanzienlijke extra kosten voor ons. Doordat we samenwerken en ervaringen bundelen, kunnen we technisch uitstekende en ook compacte oplossingen realiseren”, zegt Espolet.
Training
Ook SMC is zeer tevreden over de samenwerking met IPTE en de resultaten. “Wij hadden veel vertrouwen in IPTE en in de markttrend”, zegt Ricardo Chiabrando, hoofd van het commerciële team van SMC. “We hebben ons ingezet en het resultaat is duidelijk. We hebben elkaar onderweg begeleid en op het gebied dat we kennen, namelijk dat van chillers en vloeistoffen. Een engineer die zich uitsluitend bezighoudt met de ontwikkeling van chillers in het Europese R&D-centrum van SMC in Milton Keynes (Verenigd Koninkrijk) reisde zelfs naar IPTE om training te geven en zo bij te dragen aan de betrouwbaarheid en het succes van het project”, benadrukt Chiabrando.
De samenwerking en toewijding van beide bedrijven heeft geleid tot uitzonderlijke en zeer compacte oplossingen. IPTE en SMC zijn ervan overtuigd dat dit succesverhaal internationale impact zal hebben gezien het wereldwijde karakter van hun activiteiten. De markttrend is duidelijk gunstig en veelbelovend.
