Vollständige Fahrzeug-Solarsimulation für Ford CETP 01.00-L-405 Karosserie.

Der von der Ford Motor Company (Ford) entwickelte Standard „Ford CETP 01.00-L-405 Full Vehicle Solar Simulation for Body“ dient der Bewertung der Auswirkungen direkter Sonneneinstrahlung auf die Formgebung und die Wechselwirkungen zwischen den Materialien. Die Anwendung dieses Verfahrens beschränkt sich auf die Bewertung der Erwärmungseffekte von Sonnenstrahlung (Wellenlängen 290–2480 nm), wie sie in verschiedenen Studien und Spezifikationen dokumentiert sind. Sollten aktinische Effekte (wie z. B. Verfärbungen oder Kreidung von Kunststoffen) relevant sein, können weitere Materialprüfungen durchgeführt werden. Dieses Verfahren ist ein Kontrolltest und kann zur weltweiten Qualifizierung von Fahrzeugen eingesetzt werden. Der Test kann überall dort durchgeführt werden, wo die erforderliche Ausrüstung und die entsprechenden Einrichtungen vorhanden sind.

In der sich rasant entwickelnden Welt der Automobiltechnik ist die Gewährleistung der Langlebigkeit und Leistungsfähigkeit von Fahrzeugkomponenten unter realen Umweltbedingungen von größter Bedeutung. Ein entscheidender Aspekt ist die Simulation der Sonneneinstrahlung, die den Materialabbau beschleunigen, das Wärmemanagement beeinträchtigen und die Gesamtlebensdauer des Fahrzeugs verkürzen kann. Die im Ford-Standard CETP 01.00-L-405 beschriebene Methode bietet einen umfassenden Rahmen zur Nachbildung der Sonneneinstrahlung auf die gesamte Fahrzeugkarosserie. Dieser branchenweit anerkannte Standard unterstützt Hersteller bei der Validierung ihrer Konstruktionen hinsichtlich UV-Strahlung, Wärmeentwicklung und Infrarotstrahlung, wodurch Gewährleistungsansprüche reduziert und die Produktzuverlässigkeit erhöht werden.

Fahrzeuge sind während ihres gesamten Lebenszyklus der unerbittlichen Energie der Sonne ausgesetzt, egal ob sie auf Parkplätzen stehen, Kontinente durchqueren oder im Stau stehen. Sonnenstrahlung ist nicht nur Wärme; sie ist eine Mischung aus ultravioletten (UV-)Strahlen, sichtbarem Licht und Infrarotstrahlung (IR) und kann:

• Es verursacht eine Verschlechterung von Farben und Beschichtungen: was zu Verblassen, Kreiden oder Rissbildung führt.
• Es schädigt die Innenausstattung: Es verursacht Verfärbungen an Armaturenbrettern, Sitzen und Polstern.
• Es verursacht thermische Spannungen: Die Paneele verziehen sich oder die Korrosion wird beschleunigt.
• Es betrifft elektronische Bauteile: Es kann zu einer Überhitzung von Sensoren oder Infotainmentsystemen führen.

Herkömmliche Freilandexpositionstests sind zwar realitätsnah, aber langsam und wetterabhängig; aussagekräftige Daten lassen sich erst nach Monaten oder sogar Jahren gewinnen. Beschleunigte Simulationen in Innenräumen schließen diese Lücke und komprimieren jahrelange Exposition auf wenige Wochen. Der Ford-Standard CETP 01.00-L-405 standardisiert dieses Verfahren für alle Karosserietests und gewährleistet so die Vergleichbarkeit der Ergebnisse in allen Prüfeinrichtungen weltweit. Dieser Standard ist besonders wichtig für Elektrofahrzeuge, da das Batterie-Thermomanagement mit der solar erzeugten Innenraumwärme zusammenhängt.

Der Ford-Standard CETP 01.00-L-405 ist ein detailliertes Protokoll für die Einrichtung, Durchführung und Auswertung von Solarsimulationen an kompletten Fahrzeugkarosserien. Dieses regelmäßig aktualisierte Protokoll berücksichtigt in den neuesten Versionen spezifische Aspekte von Elektrofahrzeugen und ist mit internationalen Standards wie SAE J2527 und ISO 4892-2 für Witterungsbeständigkeitsprüfungen abgestimmt.

Die Hauptziele dieser Norm sind:

• Zur Simulation globaler Sonnenspektren (UV 295-400 nm, sichtbares Licht 400-780 nm und IR mit einem Minimum von 780 nm) bei Intensitäten, die für Worst-Case-Szenarien geeignet sind (z. B. äquatoriale Mittagssonne).
• Beurteilung der weißen Karosseriestrukturen, Außenverkleidungen, Dichtungen und angrenzenden Bauteile.
• Quantifizierung der Degradationsmessungen: Farbveränderung (mindestens 3 Einheiten), Glanzverlust (größer als 20 Prozent) und Veränderungen der mechanischen Eigenschaften (z. B. verringerte Zugfestigkeit).

Die Umsetzung des Ford CETP 01.00-L-405-Standards erfordert Xenon-Bogenlampen-Wettermessgeräte oder Spezialausrüstung, das Verfahren ist jedoch hinsichtlich der Skalierbarkeit modular aufgebaut. Die Tests werden typischerweise wie folgt durchgeführt:

• Vorbereitungsphase:
• Geräteaufbau: Um eine gleichmäßige Belichtung zu gewährleisten, wird die gesamte Fahrzeugkarosserie (oder ein repräsentativer Abschnitt) auf einer drehbaren Halterung montiert. Nicht zu testende Bereiche (z. B. die Unterseite der Karosserie) werden abgedeckt, um Einflüsse zu isolieren.
• Instrumentierung: Zur Überwachung der Strahlungsintensität werden Thermoelemente, Pyranometer und Spektrometer eingesetzt. Luftfeuchtigkeit und Temperatur werden auf 50–70 % relative Luftfeuchtigkeit bzw. 23–60 °C geregelt.
• Grundlegende Messungen: Die Ausgangsbedingungen werden dokumentiert: Sichtprüfungen, Farbspektrophotometrie und Haftungsprüfungen für Beschichtungen.
• Expositionsprotokoll:
• Lichtquelle: Gefilterte Xenonlampen simulieren Tageslicht, Quarzfilter sorgen für spektrale Genauigkeit. Der Zyklus umfasst 102 Minuten Licht und 18 Minuten Dunkelheit, wobei Wassersprühnebel Regen simuliert.
• Dauer und Intensität: Es wird eine Gesamtdosis von 1.000–5.000 kJ/m² erreicht, was einer Strahlenexposition von 2–5 Jahren in Florida entspricht. Bei körperbezogenen Tests wird besonderer Wert auf vertikale und horizontale Ausrichtung gelegt.
• Thermische Profilierung: IR-Komponenten erhöhen die Oberflächentemperaturen auf bis zu 80 Grad und üben Druck auf Verbindungen und Klebstoffe aus.
• Zyklus und Überwachung: Wird abwechselnd mit Temperaturwechsel- oder Feuchtigkeitszyklen gemäß CETP-Querverweisen (z. B. CETP 01.00-L-017 für Korrosion) eingesetzt. Die Echtzeit-Datenerfassung signalisiert Anomalien wie z. B. Hotspots in Dachpaneelen.
• Bewertungs- und Bestehens-/Nichtbestehenskriterien:
• Nachanalyse: Nachmessung zur Feststellung von Unterschieden im Aussehen, der Funktionalität (z. B. der Dichtheit der Türdichtung) und der Materialintegrität.
• Akzeptanzkriterien: Keine sichtbaren Risse, Gewichtsverlust von weniger als 5 % bei Polymeren und Einhaltung der Passgenauigkeit/Toleranz (plus/minus 0,5 mm).
• Der Bericht enthält fotografische Belege und statistische Zusammenfassungen zu den Designiterationen.

Die wichtigsten bei den Tests verwendeten Geräte sind:

• Thermoelemente (Messbereich 20 Grad bis 150 Grad)
• Digitaler Messschieber (Messbereich 0-16 mm)
• Konische Lehre (Messbereich 0-16 mm)
• Tragbares Pyranometer (Messbereich 0-1500 W/m2)
• Windanemometer (Messbereich 0-20 mph)
• Alle Prüf- und Messgeräte müssen gemäß der Norm FAP03-015 mit dem Titel „Kontrolle, Kalibrierung und Wartung von Mess- und Prüfgeräten“ kalibriert und gewartet werden.
• Alle geltenden Sicherheitsrichtlinien und -verfahren müssen eingehalten werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Ford-Standard CETP 01.00-L-405 die vollständige Solarsimulation von Fahrzeugen standardisiert und so Schutz vor Umwelteinflüssen bietet. Dadurch wird sichergestellt, dass Fahrzeuge nicht nur gut aussehen, sondern auch länger in der Sonne halten. Angesichts zunehmender Klimaveränderungen werden solche Protokolle unverzichtbar und ermöglichen eine sicherere und umweltfreundlichere Mobilität.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „Ford CETP 01.00-L-405 Full vehicle solar simulation for body“ an.