Banchi di prova all’avanguardia permettono di combinare molteplici fattori di stress per i componenti.
Il settore emergente della mobilità sostenibile presenta innumerevoli e inedite sfide per gli ingegneri, non soltanto dal punto di vista progettuale, ma anche, in prima battuta, in fase di prototipazione e testing. Vogliamo qui concentrarci su un aspetto spesso ignorato o che, comunque, normalmente passa in secondo piano: i sistemi di condizionamento per batterie, trasformatori, motori e inverter, montati a bordo dei veicoli elettrici.
In pochi forse sanno che tutti i dispositivi sopra menzionati necessitano di essere, a seconda dei casi, riscaldati o raffreddati per poter funzionare al meglio: non solamente per questioni di dissipazione del calore prodotto, ma anche per compensare avverse condizioni ambientali. Basti pensare ai possibili ambienti in cui può essere utilizzato un veicolo: potenzialmente, andiamo da climi polari (senza andare troppo lontano, un’auto parcheggiata in alta montagna d’inverno) a situazioni di caldo desertico (per fare un esempio: la temperatura misurata sul cruscotto di un’automobile parcheggiata d’estate al sole, in Italia, può raggiungere i +90°C e oltre).
I circuiti dei sistemi di climatizzazione devono inoltre sopportare anche un elevato cambio del carico in termini di pressione. In questo ambito, pertanto, è fondamentale eseguire prove che testino i componenti (tutto il circuito idraulico di condizionamento o una sola parte) non solo in pressione (per verificarne appunto la tenuta), ma anche a varie condizioni ambientali (-70 / +180°C).
Da questa precisa esigenza di testing nasce la collaborazione di P + P (oltre trent’anni di esperienza nell’ambito delle prove in pressione) con CTS, leader mondiale nella costruzione di camere climatiche. Invece di impiegare tempo ed energia per testare la resistenza mediante esperimenti sviluppati in modo autonomo o in condizioni normali di esercizio, i produttori possono verificare le performance dei loro componenti grazie a banchi di prova funzionali o di resistenza alle variazioni di pressione. Già nelle prime fasi dello sviluppo e nel corso della produzione in serie, precisi test con elevato livello di ripetitività consentono di ottimizzare i prodotti in modo flessibile ed economico.
Una prova di lunga durata significativa richiede di norma 20 o 30 giorni, in funzione della frequenza della variazione del carico. A seconda dei cicli di prova programmati, vengono variati continuamente la temperatura e il flusso volumetrico del fluido di controllo e la temperatura ambientale, se la prova avviene nella cella climatica.
I parametri che vengono regolati e misurati sono pertanto molteplici: la temperatura di ingresso e uscita dal campione, il flusso, la pressione e la caduta di pressione, la corrente e la tensione in condizioni di alto e basso voltaggio.
Tutti questi dati vengono registrati in un report di prova che permette un confronto preciso.
Si osservano principalmente le prestazioni termiche ed elettriche dell’unità di riscaldamento e raffreddamento al variare delle condizioni ambientali. È possibile eventualmente applicare sensori termici al prodotto, per determinare durante la prova dove avviene una perdita di energia (ponti termici) o dove il componente si riscalda eccessivamente (pericolo di incendio).
Questi banchi prova possono essere dotati di dispositivi che garantiscono la resistenza del vano di prova agli impatti, qualora debba verificarsi una rottura improvvisa, e la cella climatica può essere dotata di dispositivi anti-fiamma o anti esplosione tipo ATEX, qualora vengano ritenuti necessari per garantire la sicurezza degli operatori (ad esempio, a causa delle miscele contenenti glicole).
