Sensoren voor duurzame mobiliteit

Tijdens het laden van een accu zet het grafiet in de anode uit. Bij het ontladen neemt deze volumeverandering doorgaans weer af. Toch verloopt dit proces niet altijd volledig – zeker niet bij lage temperaturen of hoge laadstromen. In zulke gevallen kan lithium plating optreden: lithiumionen slaan zich vast op de anode in plaats van zich gelijkmatig te verdelen. Dit heeft negatieve gevolgen voor zowel de levensduur van de batterij als de veiligheid ervan.
Voor fabrikanten die inzetten op duurzame mobiliteit is het daarom belangrijk om deze interne krachten goed te monitoren. Een hoogwaardige loadcell maakt het mogelijk om de mechanische spanningen die in de accu ontstaan nauwkeurig te meten. Zelfs onder zware klimaatomstandigheden blijft de meting betrouwbaar en stabiel.
Daarnaast is de gevoeligheid van de loadcell van groot belang. Zelfs de kleinste krachtveranderingen moeten gedurende lange testperioden consistent worden vastgelegd. Alleen met dit soort nauwkeurige meetoplossingen kunnen elektrische voertuigen langdurig veilig en efficiënt blijven functioneren.

De lithium-ionaccu vormt het hart van de aandrijving in elektrische voertuigen. In tegenstelling tot de brandstoftank bij conventionele auto's, bevindt de accu zich op een andere plek in het voertuig Dat maakt hem extra kwetsbaar bij een aanrijding.
Bij een botsing kunnen externe krachten kortsluiting veroorzaken, vooral wanneer de accu wordt opgeladen. De vrijgekomen stroom kan dan een chemische reactie in gang zetten die, in combinatie met zuurstof, kan leiden tot ontbranding en zelfs brand. Daarom is het essentieel dat de accu op een speciaal beschermde plek in het voertuig wordt geplaatst, vaak direct onder het passagierscompartiment.
Om de veiligheid van accu’s te waarborgen, worden uitgebreide tests uitgevoerd. Afstand, kracht, spanning en temperatuur worden nauwkeurig gemeten op geavanceerde accutestbanken. Daarnaast vinden realistische crashtests plaats in speciale testruimtes. Alleen al bij Mercedes worden jaarlijks zo’n 900 van deze tests uitgevoerd (bron: Autosport, Luca Leicht, 19/03/2022).

Crashtests zijn essentieel om de veiligheid van voertuigen te beoordelen en mogelijke risico’s bij een ongeval in kaart te brengen. Naast geavanceerde computersimulaties worden ook fysieke crashtests uitgevoerd, inclusief de bekende crashtestdummy’s die inzittenden nabootsen.
Voor deze realistische tests zijn speciale krachtsensoren nodig. Deze worden zowel in het voertuig als in de dummy’s geïntegreerd. Zo kan nauwkeurig worden gemeten welke krachten tijdens een botsing op verschillende lichaamsdelen inwerken.
Moderne crashtestdummy’s zijn uitgerust met wel 220 meetpunten. Daarmee registreren ze de biomechanische belasting op het lichaam tijdens een aanrijding. De verkregen gegevens uit de fysieke test worden vervolgens vergeleken met de resultaten uit de simulaties, om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van beide testmethoden te bevestigen.

De inzichten uit deze gecombineerde analyses leveren waardevolle informatie op over de bescherming van inzittenden, het functioneren van veiligheidssystemen en mogelijke zwakke plekken in de voertuigstructuur. Zo dragen voertuigcrashtests direct bij aan het verbeteren van de verkeersveiligheid.

De nieuwste generatie Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) en autonome voertuigen stelt hoge eisen aan nauwkeurigheid en betrouwbaarheid. Een hoogwaardige Inertial Measurement Unit (IMU) is daarbij onmisbaar. Deze sensoren maken het mogelijk om voertuigbewegingen uiterst precies te voorspellen en de exacte positie continu in realtime te bepalen.
Om tot een robuuste en stabiele positiebepaling te komen, wordt IMU-data vaak gecombineerd met informatie van GPS-ontvangers en visuele sensoren zoals lidar en camera’s. Deze sensorfusie zorgt ervoor dat de positie van het voertuig zelfs onder lastige omstandigheden, bijvoorbeeld in tunnels of stedelijke gebieden met GPS-verstoring, nauwkeurig kan worden ingeschat.
De gecombineerde gegevens worden vervolgens doorgestuurd naar de centrale computermodule van het voertuig. Daar vormen ze de basis voor beslissingen over stuurcorrecties, snelheidsaanpassingen en andere autonome rijfuncties. Zo draagt de IMU direct bij aan veilige en voorspelbare mobiliteit.

Pedaalkrachtopnemers zijn onmisbaar voor het meten van de krachten die nodig zijn om rem-, gas- en koppelingspedalen te bedienen. eze metingen geven inzicht in ergonomische factoren en de wisselwerking tussen verschillende spieren die betrokken zijn bij het genereren van kracht. Door deze gegevens te analyseren, kunnen fabrikanten het pedaalontwerp optimaliseren voor beter gebruikerscomfort, nauwkeurigere respons en verbeterde voertuigprestaties.

Op dezelfde manier worden 3-assige krachtsensoren gebruikt om de werking van de versnellingspook te beoordelen, zodat de kwaliteit van het schakelen in een vroeg stadium geëvalueerd kan worden. Deze sensoren leveren nauwkeurige metingen door de krachtcomponenten langs drie assen als afzonderlijke signalen uit te voeren. Deze krachtopnemers worden volledig gekalibreerd geleverd en zijn klaar voor onmiddellijk gebruik in testomgevingen.

Voor het testen van veiligheidsgordels worden gespecialiseerde krachtopnemers gebruikt om nauwkeurige krachtmetingen uit te voeren. Gekenmerkt door hun lage gewicht en hoge sterkte, zijn deze sensoren ideaal voor dynamische toepassingen, zoals crashtests, waar vervormingsvrije metingen kritisch zijn. Hun robuuste ontwerp garandeert betrouwbare prestaties onder extreme omstandigheden en levert waardevolle gegevens voor de ontwikkeling van veiligere voertuigen.