Automatización del proceso de testeo de PCBs utilizadas en filtro de 3ª Generación para vehículo eléctrico en Grupo Renault

Abstract

[ES] Partiendo de una empresa cuya actividad principal es la fabricación de equipos eléctricos y electrónicos para automóviles, Mahle Electronics, se requiere mejorar el proceso de producción y el control de calidad de uno de estos proyectos llevado a cabo por dicha compañía. En este proyecto, dedicado a un filtro de tercera generación de la categoría Neo para vehículo eléctrico de Renault, intervienen tres placas, una principal, que es el cerebro que realiza el filtrado de la señal y datalogger; precarga, controla la entrada de alimentación de la pieza y el disyuntor, que protege a las personas ante fallas. La finalidad de este proyecto es el filtrado de la señal de entrada de la red eléctrica en la carga de vehículo eléctrico de 22kW en trifásica en una hora o en monofásica en tres horas. Este modelo es integrado en modelos conocidos como Renault Zoe y Renault Kangoo Z.E. La problemática se encuentra en una de las etapas finales del proceso de producción de dicho producto, concretamente en el test funcional de la placa final, que produces un índice alto de rechazos debido al funcionamiento erróneo de la placa de precarga. Tras realizar estudios sobre este problema, se puede afirmar que este rechazo viene principalmente debido al mal funcionamiento de los relés y en menor medida a cortocircuitos entre fases y/o neutro y al valor erróneo de las resistencias que forman parte de dicha PCB. Esto ocasiona el descontento de la empresa final y grandes pérdidas tanto económicas como temporales. La finalidad de este proyecto consiste en dar una solución mecatrónica para mejorar este proceso de producción y bajar la tasa de errores de funcionamiento de la placa consiguiendo revertir la situación. Para ello, dada una placa de precarga, obtenida en las primeras etapas, se realizará el testeo automático de los componentes que más rechazos producen en etapas finales. Este testeo automático, se divide en la realización de tres pruebas principales, un primer test LCR, midiendo el valor de las resistencias internas, una segunda prueba dieléctrica midiendo fase con fase y neutro comprobando el aislamiento eléctrico teniendo como resultado correcto que no hay presencia de cortocircuito. Finalmente, se realiza una prueba de fogueo, que tiene como finalidad la activación de relés y comprobar que el cierre de contactos se realiza correctamente. Para poder llevar a cabo todo este proyecto, las tareas principales a realizar son: montaje, cableado, integración, programación y validación. Definiendo más exhaustivamente el proceso a seguir, en primera instancia se estudia las necesidades y requerimientos del proyecto, seguido, se estudian las opciones disponibles y se toma la decisión del material a utilizar. En el desarrollo de esta memoria se plasma todo el proceso seguido en la toma de decisiones y la posterior implementación e integración.

[EN] Mahle Electronics is a company whose main activity is the manufacture of electrical and electronic equipment for automobiles. The objective of this final master's thesis is to improve the production process and quality control for one of the projects carried out by said company. This project, dedicated to a third generation filter of the Neo category for an electric vehicle from Renault, involves three cards: the main one is the brain that is in charge of filtering the signal and datalogger, preload controls the power input of the piece and the circuit breaker that protects people against possible failures. The main objective of this project is the filtering of the input signal from the electrical network in the load of the 22kW electric vehicle in three phase in one hour or in single phase in three hours. This model is integrated in known vehicles as Renault Zoe and Renault Kangoo Z.E. The problem is in one of the final stages of the manufacturing process of this product, specifically in the functional test of the end plate, which produces a high rate of rejections due to the erroneous operation of the preload plate. After a study of the problem, it can be stated that this rejection is mainly due to the malfunction of the relays, although to a lesser extect also short circuits between phases and/or neutral and the wrong value of the resistances that make up said PCB. This causes the dissatisfaction of the customer and large economic and temporary losses. The purpose of this project is to provide a mechatronic solution to improve this production process and lower the plate malfunction rate, thus reversing the situation. To do dhis, given a preload plate obtained in the first stages, the components that produce the most rejects will be automatically tested in the final stages. This automatic test is divided into three main tests, a first LCR test, measuring the value of internal resistances, a second dielectric test measuring phase with phase and neutral checking the electrical insulation, where a positive result is that there is no presence of short circuit. Finally, a third test is carried out which purpose is to activate the relays in repetitive impulses and check that the contact closure is achieved correctly. In order to carry out this entire project, the main tasks to be accomplished are: assembly, wiring, integration, programming and validation. The process to be followed in depth is, in the first instance, the needs and requirements of the project are studied, then the available options are studied and the decision of the material to be used is made. In the develpment of this report, the entire process followed in decision-making and subsequent implementation and integration is reflected.