Se consideriamo che oggi una vettura o un veicolo commerciale possono utilizzare oltre 40 diverse ECU (Electronic Control Unit) e che in un futuro non troppo lontano tutti i veicoli saranno CASE (connesse, autonome, condivise ed elettriche), fare test e prove di affidabilità su questi componenti sarà sempre più vitale.
I test e le prove per garantire i produttori
La rivoluzione elettrica ed elettronica richiede che tutti i componenti elettronici presenti in un’autovettura, come i sistemi di assistenza alla guida e di ricarica elettrica, funzionino in modo corretto, affidabile e sicuro.
Per arrivare a questo risultato occorre svolgere più test in condizioni estreme sulle singole unità elettroniche.
TÜV SÜD è da tempo specializzata su queste tematiche e conduce importanti campagne di prove e validazioni per testare la resistenza alle condizioni ambientali più avverse.
Dai test di invecchiamento ai failure mode, dall’esposizione a campi elettromagnetici alla stessa convivenza delle diverse componenti elettroniche in simbiosi tra loro sul singolo veicolo.
L’obiettivo di TÜV SÜD è fornire un pacchetto completo di prove all’avanguardia, che permettano sia ai produttori delle singole ECU sia alle Case automobilistiche di testare e validare singoli sistemi o l’intera vettura.
Modernità implica complessità
Il panorama delle soluzioni tecniche a bordo dei veicoli si è notevolmente ampliato nel corso degli anni. Alle tradizionali unità a bordo veicolo alimentate in bassa tensione (Low Voltage – LV), si sono aggiunte anche una serie di unità che richiedono invece alimentazioni ad alta tensione (High Voltage – HV), quali quelle in uscita dal pacco batteria dei veicoli elettrici o ibridi.
Per soddisfare queste esigenze, TÜV SÜD ha investito nel completamento del laboratorio con camera semi-anecoica per test a 10m, nell’acquisizione di celle climatiche walk-in e di banchi vibranti per la sezione di sollecitazioni ambientali.
Il Gruppo, inoltre, si è dotato di un laboratorio elettrico ed EMC appositamente dedicato a testare le tecnologie che supportano i veicoli di nuova concezione, avvalendosi di banchi di prova e ambienti di testing per verificare progetti o modelli e validare ECU di ultima generazione, quali inverter HV, unità MGU e sistemi BMS.
Pietro Vergani, Business Unit Manager Automotive di TÜV Italia ci ha spiegato che “Gli investimenti recenti in linea con il piano di sviluppo per i prossimi anni fanno sì che il panorama dei nostri servizi in ambito automotive venga sempre più arricchito, garantendo la copertura tecnica della qualifica dei componenti e di veicoli di ultima generazione, incontrando le esigenze del mercato, ampliando competenze specializzate e offrendo supporto con le tecniche di testing più avanzate”
I test di TÜV Italia
Grazie alle suddette attrezzature, i tecnici specializzati che operano nei laboratori della nuova sede di Volpiano sono in grado di eseguire la maggior parte delle prove richieste dai capitolati dei grandi produttori di veicoli, sia per quanto riguarda test per ECU LV alimentate a 12/24V DC sia per le unità HV fino a tensioni massime di 1000 V DC.
Grazie a Netwave 30.5 del gruppo Ametek CTS, un alimentatore da 30 kW, TÜV SÜD potrà svolgere, oltre alle diverse variazioni di tensione come l’avvio e il load dump, anche le prove più difficili e richieste in ambito HV, quali i ripple di tensione.
Cosa sono i ripple e i test di simulazione
I ripple sono segnali di disturbo che si sovrappongono all’alimentazione DC e sono causati, ad esempio, dalle operazioni periodiche di commutazione: nel veicolo ibrido, questo è un problema sempre presente e generato principalmente dalla presenza dell’inverter.
Gli standard e i capitolati HV dei produttori di veicoli prevedono di simulare ripple fino a 25 V di picco su un’alimentazione che può arrivare a 1000 V DC a partire dalle basse frequenze fino a 150 kHz.
Condizioni impegnative sia per gli apparati in prova sia per le attrezzature e la gestione della prova che deve verificare in sicurezza il comportamento del componente sotto test, condizione che richiede non solo strumenti adeguati ma anche il contributo di tecnici competenti e di provata esperienza.
“I capitolati automotive per prove in alta tensione”, ci ha detto Alessandro Corniani, Area Manager di VOLTA SpA, “si focalizzano tutti sui ripple causati dagli inverter che si sovrappongono appunto sull’alimentazione in alta tensione. Il sistema di Ametek CTS fornito a TÜV SÜD a Volpiano permetterà al laboratorio di affrontare questa problematica con la massima competenza”.
TÜV Italia: non solo elettronica
Con gli ultimi investimenti sia in attrezzature sia nell’acquisizione e la formazione del personale, il laboratorio TÜV SÜD ha assunto una competenza di alto profilo, consentendogli di avere in un’unica location in Italia l’attrezzatura completa per l’esecuzione di tutte le prove automotive e le misure irradiate e condotte conformemente agli standard ed ai capitolati LV ed HV.
Questi servizi in ambito EMC si vanno poi a sommare a quelli più tradizionali quali le prove meccaniche già da tempo operative a Volpiano e che includono vibrazioni, urti, cicli combinati di temperatura e vibrazioni, sollecitazioni ambientali, simulazioni di condizioni estreme (alte o basse temperature, shock termici, ambienti corrosivi e simulazione di agenti atmosferici…) e verifiche di sicurezza elettrica.
