Mattro GmbH

Mattro GmbH: Elétrica em qualquer lugar

Acessando mais rapidamente a eletromobilidade off-road por meio do gêmeo digital

Os colaboradores da empresa Mattro em Schwaz, na Áustria, estão realizando a visão de mobilidade elétrica em terrenos íngremes, longe de qualquer estrada pavimentada. Para a parte elétrica, os engenheiros de desenvolvimento da Mattro usam o EPLAN Electric P8 para projetar os esquemas e o EPLAN Harness proD para o projeto 3D de chicotes elétricos. A troca de dados bidirecional do programa com os sistemas ECAD e MCAD permite que os engenheiros de projeto mecânico e elétrico trabalhem em paralelo nos sistemas de baterias intercambiáveis e veículos off-road. Isso garante uma documentação limpa e completa sem nenhum esforço adicional, elimina fontes notórias de erros e acelera enormemente o processo de desenvolvimento ao mesmo tempo.

Quando se fala em eletromobilidade, a maioria das pessoas pensam em veículos de passageiros, e é por isso que os principais critérios discutidos geralmente são velocidades máximas e alcance. Em Schwaz, na Áustria, no estado do Tirol, onde as montanhas são altas e o terreno é acidentado, os engenheiros da Mattro estão concretizando a visão de mobilidade elétrica em terrenos íngremes, longe de estradas trocadas.

Eletromobilidade “Made in Tyrol”

A empresa constrói veículos especiais totalmente elétricos com acionamentos contínuos. A empresa começou originalmente como produtora de transportadores todo-o-terreno com motores de combustão, tanto com rodas quanto com acionamentos Caterpillar. “Não havia espaço suficiente para o trem de força normal, então o modelo ‘Steinbock’ foi equipado com um trem de força elétrico com motores de cubo de roda”, explica Marco Bauer. Bauer é o diretor de engenharia da Mattro e, como filho do fundador da empresa, está envolvido com a empresa desde a sua fundação. “Pouco tempo depois, adquirimos um sólido know-how na construção de baterias por meio de um projeto envolvendo um sistema de baterias trocáveis suportado por robôs para veículos elétricos, para contornar o problema dos tempos de carregamento da bateria.”

Hoje, Mattro está utilizando essa experiência em três áreas. Em primeiro lugar, a divisão de Baterias e Componentes possui um sistema de bateria trocável escalável para veículos comerciais elétricos de produção própria da empresa. Ao mesmo tempo, em nome de fabricantes de prestígio como Kässbohrer, Liebherr e Bosch, a empresa cria versões totalmente elétricas de veículos especiais existentes, incluindo carregadores de feno, removedores de neve e escavadeiras. Por fim, a Divisão de Veículos da Mattro desenvolve e constrói veículos off-road totalmente elétricos, incluindo alguns modelos com homologação para uso rodoviário. Até o momento, mais de trezentos veículos foram fabricados e vendidos.

O modelo Ziesel da empresa – um veículo todo-o-terreno para uma pessoa com condução em pista contínua – alcançou notoriedade pela primeira vez na Alemanha quando utilizado numa animada competição de corrida num popular programa de televisão. Agora é visto como um off-road com um fator divertido no turismo de inverno e é usado como transportador de equipamentos e provedor de serviços municipais na região alpina. Um dos principais produtos de veículos atuais é o ROVO 2, um sistema de acionamento totalmente elétrico universal que funciona em bandas de rodagem como uma plataforma poderosa e compacta para acessórios individualizados. O ROVO 2 é usado como veículo de controle remoto ou de direção autônoma em terrenos difíceis ou perigosos, em aplicações agrícolas, como veículo de resgate e combate a incêndios pelos corpos de bombeiros ou como veículo de transporte para militares.

O Desafio da Engenharia Elétrica para Veículos

“Veículos off-road totalmente elétricos são extremamente desafiadores, tanto mecanicamente quanto eletricamente”, diz Bauer. “Além disso, há o espaço extremamente limitado disponível em nossos veículos e o período geralmente muito curto para a realização.” Os projetos mecânicos e elétricos, portanto, acontecem simultaneamente com base em um conceito geral. Os componentes elétricos são projetados primeiro no departamento de software, com essas informações fluindo diretamente para a criação dos esquemas.

Os engenheiros de desenvolvimento da Mattro criam os esquemas no EPLAN Electric P8, o software líder para projetos elétricos. Foi escolhido pela compatibilidade com clientes e parceiros de projeto, mas também porque sua arquitetura de plataforma permite a troca de dados com outros programas, por exemplo, o CAD mecânico. Primeiro, as conexões e as seções e cores dos fios são definidas no EPLAN Electric P8. “Embora o software CAE baseado em banco de dados suporte o desenvolvimento gráfico orientado a dispositivos, ele tem um foco claro na construção de painéis”, diz Martin Segmehl, designer da Mattro Electric. “Em um veículo, porém, os sistemas elétricos são estruturados de forma completamente diferente, ou seja, de forma descentralizada e com chicotes de fios entre os dispositivos individuais.”

Desenvolvimento de Chicote de Fios com o Gêmeo Digital

Depois de preparar adequadamente os dados no EPLAN Electric P8, por exemplo, definindo completamente as conexões e adicionando dados completos do dispositivo - incluindo o modelo 3D - os dados combinados do software CAD mecânico Autodesk Inventor e do EPLAN Electric P8 são importados para a área de trabalho do EPLAN Harness proD. Este software 3D moderno oferece etapas automatizadas para o projeto e documentação eficientes de chicotes elétricos. Ele começa importando as listas de cabeamento da Plataforma EPLAN para o roteamento dos fios e criando a documentação e o desenho 2D do diagrama unidimensional. Uma das principais vantagens do sistema é sua abertura para incorporar informações mecanicamente relevantes de uma ampla variedade de sistemas MCAD e as informações de conexão do ECAD. Desta forma, o software conecta os mundos da engenharia mecânica e elétrica. Isso elimina o esforço adicional de inserir dados várias vezes, conforme exigido por metodologias mais tradicionais, o que elimina uma fonte notória de erros. Além disso, torna o planejamento de fios e chicotes independente da disponibilidade de um protótipo mecânico.

“Os dados também podem ser transferidos naturalmente na direção inversa”, explica Segmehl. “Especificações como o raio mínimo de curvatura para fios atuam automaticamente como restrições para os projetos mecânicos.” Isso também ajuda a evitar erros adicionais e esforços adicionais necessários para coordenar projetos.

Limpe a documentação com um clique do mouse

“O EPLAN Harness proD nos permite construir um gêmeo digital completo de nossos veículos e soluções de bateria”, diz Bauer com entusiasmo. “O fato de os desenvolvedores de engenharia mecânica, engenharia elétrica e software poderem trabalhar juntos no mesmo projeto sem ter que esperar uns pelos outros acelera enormemente nossos processos de desenvolvimento.” Desde que a empresa começou a usar o EPLAN Harness proD no final de 2018, o software foi implementado cada vez mais amplamente em toda a empresa. Inicialmente, era usado apenas para módulos e componentes individuais, mas agora é utilizado para projetar toda a tecnologia elétrica para veículos inteiros, com chicotes elétricos separados para os sistemas de alta e baixa tensão.

“Se tudo estiver bem-preparado, com apenas um clique do mouse, o EPLAN Harness proD gera as listas de materiais e peças, e os planos de fiação, incluindo os cálculos de tempo, custo e peso, sem mencionar as camas de pregos para todo o veículo,” diz Segmehl. “Com base nessa documentação limpa, podemos obter chicotes de fios dos produtores em condições muito vantajosas, mesmo que seja apenas uma produção única, e também obter documentação de primeira classe para manutenção e reparo sem nenhum trabalho adicional.”

Aceleração Sustentável do Desenvolvimento

Cada etapa de desenvolvimento em engenharia mecânica ou elétrica é seguida por uma comparação entre o sistema MCAD e o EPLAN Harness proD. Se houver alterações na geometria de um projeto, por exemplo, por razões de estabilidade mecânica, isso resulta em um ajuste automático de todos os parâmetros dos chicotes afetados. As listas de fios com os comprimentos dos fios individuais também se adaptam automaticamente aos novos parâmetros, assim como o desenho do diagrama unifilar, que só precisa ser plotado novamente após uma alteração.

Como o EPLAN Harness proD possui funções para criar e gerenciar variantes e opções, o conhecimento adquirido durante um projeto pode ser reutilizado em outros. Assim como as macros no EPLAN Electric P8, o processo de design pode ser automatizado e acelerado consideravelmente reutilizando as peças do sistema depois de projetadas. Isso também reduz o tempo necessário para o teste. “Ser capaz de realizar o trabalho de desenvolvimento ao mesmo tempo encurta o processo de desenvolvimento e nos protege de surpresas indesejadas”, diz Bauer.

 

Usuários:

A Mattro, fundada em 2006, representa eletromobilidade confiável, limpa e silenciosa em terrenos acidentados. Com cerca de quarenta funcionários, a empresa desenvolve e constrói veículos especiais totalmente elétricos, de alta qualidade e bem projetados, com tração contínua nas esteiras. Além disso, também transformam máquinas e veículos especiais que possuíam motores a combustão em totalmente elétricos. A empresa também projeta sistemas de bateria flexíveis que são construídos internamente. Desde 2019, a empresa, com sede em Schwaz, na Áustria, faz parte do HAWE Group, com sede em Munique, especializado em hidráulica.

By Ing. Peter Kemptner, x-technik