Leistungselektronik – Validierungsmessung
Im Kundenprojekt Absicherung Leistungselektronik erbringt die VISPIRON SYSTEMS Testdienstleistungen in der eigenen Infrastruktur. Für einen Kunden aus dem Bereich Automotive werden Leistungselektronik-Komponenten auf Dichtheit überprüft und intensiven Tests unterzogen.
1. Ausgangssituation - Dichtheit der Leistungselektronik
Bei unserem Kunden aus dem Automotive-Bereich wird die Leistungselektronik für das Fahrzeug auf vielschichtige Art und Weise getestet. Unter anderem auch in Hinblick auf die Dichtheit des Kühlkreislaufs. Dazu gibt es einen speziellen Prüfstand an dem verschiedene Tests durchgeführt werden, die die Dichtigkeit der Leistungselektronik belegen sollen. Einer dieser Tests lieferte eingangs allerdings immer wieder Messergebnisse, die von den gesetzten Grenzwerten abwichen, obwohl bei näherer Analyse keine Anzeichen für undichte Stellen zu erkennen waren. Bei diesem Test handelte es sich um einen statischen Drucktest, bei dem für verschiedene Betriebstemperaturen und Betriebsdrücken im Kühlkreislauf ein statischer Druck beaufschlagt wird und der Druckabfall über einen definierten Zeitraum gemessen wird.
2. Herausforderung - Testentwicklung
Da die Prüflinge (= dem Test unterzogene Bereiche/Anteile) bei näherer Analyse keinerlei Anzeichen für Undichtigkeiten zeigten, aber trotzdem ein zu hoher Druckabfall gemessen wurde, mussten mögliche Ursachen für dieses Verhalten gefunden und dementsprechende Überprüfungs- und Verifizierungsmethoden definiert werden. Aufgrund der Tatsache, dass die Grenzwerte auf den evaluierten Testergebnissen aus Prüfungen in früheren Musterphasen basierten und keine genauen gesetzlichen Vorgaben zum erlaubten Druckabfall bei diesem Test existieren, waren die Grenzwerte ebenfalls zu überprüfen und gegebenenfalls neu zu definieren.
3. Vorgehensweise - Auswertung und Testdurchführung
Die Prüflinge zeigten, wie bereits beschrieben, bei eingehender Analyse keinerlei Undichtigkeiten und so mussten zunächst die Ergebnisse der vorhandenen Messung noch einmal explizit ausgewertet werden, um eine fehlerhafte Testdurchführung oder Mängel am Prüfequipment ausschließen zu können. Diese Überprüfungen ergaben keine Auffälligkeiten. Als Konsequenz drängte sich im Bezug auf das weitere Vorgehen schnell eine Vergleichsmessung mit einem tatsächlich undichten Muster auf. Damit auf Basis diesen Vorgehens sinnvolle Ergebnisse ermittelt werden können, müssen eine realistische Leckrate und eine damit verbundene, passende Leckgröße definiert werden und ein Muster dann auch genau dementsprechend modifiziert werden. Mit Hilfe einer Simulation und in Rücksprache mit den Experten der Fachabteilung für den Kühlkanal wurde eine Leckgröße von 0,03mm Durchmesser festgelegt, was in der Realität mit einem Haarriss im Material vergleichbar wäre. Da ein Leck dieser Größe nicht einfach mit einem herkömmlichen Bohrer erstellt werden kann, musste bei einer externen Firma mittels Lasertechnik die entsprechende Bohrung mit nur 0,03mm Durchmesser realisiert werden.
4. Fazit - Testresultat
Bei der durchgeführten Vergleichsmessung zeigte dann das modifizierte Muster optisch klar erkennbare Undichtigkeiten, was in den resultierenden Messwerten allerdings nicht erkennbar war. Bei den anderen Drucktests stellte sich der Unterschied in den Messwerten allerdings in aller Deutlichkeit heraus. Dieser Prüfaufbau zeigte, dass mit dem statischen Drucktest in erklärter Form keine Undichtigkeiten detektiert werden konnten, durch die anderen Drucktests eine Undichtigkeit aber klar erkennbar zu machen war. Auf Basis dieser Erkenntnisse entschloss sich der Kunde den statischen Drucktest künftig so nicht mehr durchzuführen.
