No ponto ideal da eletromobilidade
O Voltabox é um dos principais impulsionadores da tendência de mobilidade elétrica
A mobilidade eletrônica é o assunto do momento. Toda a mobilidade global está no limiar de uma nova era. Os modernos sistemas de bateria de íons de lítio estão substituindo cada vez mais os acionamentos convencionais. No entanto, antes que um veículo possa ser eletrificado, várias perguntas precisam ser respondidas: Qual capacidade pode ser acomodada em um determinado espaço de instalação? Qual é a tensão necessária para a aplicação? Isso exige um conhecimento profundo.
A Voltabox AG, localizada em Delbrück, Alemanha, especializada no desenvolvimento e na fabricação de sistemas de baterias de íons de lítio, está operando no centro desse tema de tendência. Para garantir que o sistema de bateria, como componente-chave dos veículos movidos a eletricidade, possa ser projetado com a maior precisão possível de acordo com as condições e os requisitos da respectiva aplicação, a Voltabox explora totalmente o potencial de automação no projeto de cabos e chicotes de fios com o Eplan Harness proD durante o desenvolvimento da bateria. O líder da equipe de desenvolvimento de sistemas de baterias da Voltabox, Christopher Bern, explica: "Descobrimos que nenhuma outra ferramenta pode ser aprendida tão rapidamente e é tão intuitiva de usar quanto o Harness, e a conexão entre o Electric P8 e o Harness oferece tantas vantagens que não gostaríamos de passar sem ela."
Carregadeira de pátio com sistema de bateria específico
Imagem: Voltabox AG
Ponto ideal: no meio da cadeia de valor
A Voltabox se vê no ponto ideal da eletromobilidade, exatamente no meio da cadeia de valor com seus sistemas de bateria. A empresa tem três divisões. A divisão Voltapower oferece sistemas de bateria específicos para o cliente para aplicações industriais, por exemplo, empilhadeiras, veículos de mineração, trólebus e veículos guiados automaticamente. A segunda divisão é a Voltaforce, especializada em baterias de íons de lítio para o mercado de massa. O foco aqui é em baterias de partida para motocicletas e carros esportivos, além de pacotes de baterias para pedelecs e e-bikes. A terceira e última divisão é a Voltamotion, que se concentra no desenvolvimento de sistemas de acionamento elétrico: peças necessárias para a eletrificação de trens de força. Esses componentes são levados ao mercado no centro de desenvolvimento interno da empresa em Aachen, como a eletrônica de potência para a eletrificação completa de veículos de alto desempenho, incluindo motores elétricos altamente eficientes.
Tensão garantida - desenvolvimento da bateria
Christopher Bern não mede palavras quando se trata do desafiador campo de atividade vivenciado pelos engenheiros do Voltabox: "Temos que desenvolver soluções específicas para o cliente o mais rápido possível. Os protótipos iniciais já devem estar prontos para a produção em série." No entanto, os protótipos e os lotes pequenos devem ser realizados de forma econômica e as adaptações devem ser rápidas e fáceis de implementar a qualquer momento. E isso não é uma escolha, é uma obrigação se você quiser desempenhar um papel de liderança em um dos setores mais dinâmicos do mundo: "Exigimos a mais alta qualidade de nós mesmos e de nossos produtos premium. Essa é a única conclusão lógica quando dois líderes de mercado trabalham juntos." Um é o Voltabox e o outro é a Eplan, que fornece as soluções que tornam a automação e a colaboração do fluxo de trabalho possíveis em primeiro lugar: Eplan Electric P8 para engenharia elétrica e Eplan Harness proD para design de cabos e chicotes de fios em 2D e 3D. Uma olhada no processo de desenvolvimento de baterias na Voltabox destaca o como e o porquê.
Apresentando o processo de desenvolvimento do Voltabox
Há quatro etapas de trabalho que podem ser delineadas no processo de desenvolvimento da bateria: o levantamento do espaço de layout 3D e o esquema, a colocação de componentes e o desenvolvimento do chicote de fios 3D, a produção de protótipos e as solicitações de fabricação, além da documentação. O Voltabox está interessado em obter rapidamente resultados de primeira classe, o que não pode ser feito com um fluxo de trabalho sequencial de departamentos isolados e soluções isoladas. Mesmo quando um cliente Voltabox está fornecendo informações sobre o espaço de layout e dados de projeto mecânico para a aplicação alvo, o conceito do esquema já está sendo projetado em paralelo.
Esses dois pacotes de dados são importados para o Eplan Harness proD e "então a colocação dos componentes pode ser iniciada", diz Bern. "As vias de fiação são definidas e conectadas em rede de acordo com o esquema. Em seguida, as montagens individuais são criadas gradualmente." Além da fiação de alta tensão de vários contêineres de bateria, a fiação externa de um sistema de bateria geralmente inclui a comunicação com o dispositivo de controle central, que garante a operação confiável da bateria e funciona como a interface entre a bateria e o veículo.
Os conjuntos gerados podem ser exportados e realimentados no projeto de engenharia mecânica para fazer as alterações apropriadas e levar em conta os ciclos de desenvolvimento. Isso é fácil porque o Eplan Harness proD é aberto aos sistemas MCAD e pode ser facilmente integrado aos cenários de sistemas existentes. O departamento de produção de protótipos, com todas as informações necessárias do Eplan Harness proD - o chicote de fios, a lista de materiais de todos os componentes necessários, a tabela de proteção de superfície etc. -, pode produzir as primeiras amostras. - pode, em seguida, produzir as primeiras amostras; os desenhos dos fios e as placas de pregos são derivados em paralelo para iniciar as solicitações de fabricação. O EPLAN Harness proD reúne automaticamente toda a documentação, inclusive a placa de pregos e os desenhos dos fios. Como explica Bern, "Instruções de operação, documentação de montagem para fabricação e visualizações - facilmente compreendidas por qualquer pessoa - são indispensáveis. Não havia nada parecido com isso no início."
Os sistemas de bateria específicos do cliente são usados, por exemplo, em bicicletas eletrônicas e pedelecs.
Imagem: Voltabox AG
O princípio de apontar e clicar é aplicado
A análise dos requisitos pelo Voltabox leva primeiro à seleção da célula de bateria ideal, para a qual a fiação adequada dos módulos apropriados é então projetada. O conceito do sistema é desenvolvido em conjunto com o projeto de engenharia mecânica e verificado em relação aos dados da aplicação-alvo. Bern: "Isso diz respeito ao espaço de layout disponível e também se o conceito de manuseio é adequado ou se os pontos de fixação são acessíveis." A seleção e a colocação de subcomponentes e fios são feitas por meio da biblioteca Harness, um banco de dados de componentes que o próprio Voltabox criou e que inclui acessórios como tampões e vedações de cavidade. O princípio de apontar e clicar é aplicado: "Podemos colocar tudo no espaço do layout com apenas alguns cliques; a fiação para as unidades de energia e comunicação pode ser realizada muito rapidamente", diz Bern. Abordando explicitamente não apenas a interação com o projeto mecânico, mas também a interação entre o planejamento do projeto elétrico e o projeto do chicote de fios, ele acrescenta: "A interface Harness do Electric P8 é uma enorme vantagem, facilitando muito a vida do projetista. Podemos importar automaticamente os planos de rede."
Além disso, as derivações dos desenhos de montagem podem ser realmente eficientes, com as alterações importadas automaticamente, ou seja, atualizadas e enriquecidas com informações adicionais. O segredo é a interação: A interface de exportação abrangente entre o MCAD e o ECAD permite ciclos de desenvolvimento mais rápidos para a criação do gêmeo digital do sistema de bateria. O projeto mecânico pode importar chicotes de fios e componentes posicionados de volta para seu sistema e ajustar seu projeto de acordo - por exemplo, para fixadores e recortes - para incorporar com segurança os chicotes no sistema de bateria.
A cooperação entre os departamentos de desenvolvimento individuais do Voltabox é o cerne de um processo de desenvolvimento eficiente. A empresa está alcançando um nível ainda mais alto de integração com a futura conexão do Eplan Harness proD ao seu sistema PDM, que será implementado com o Eplan ERP/PDM Integration Suite.
Gêmeo Digital
Imagem: Voltabox AG
Sistema de bateria Voltabox
Imagem: Voltabox AG
Gêmeos digitais: de olho no futuro
Saber de antemão como o sistema funcionará depois - isso pode ser realizado com o Eplan Harness proD e é o material de que são feitos os sonhos dos engenheiros: "É impressionante ver como o sistema real se aproxima do gêmeo digital projetado anteriormente", diz Bern, referindo-se às vantagens da simulação virtual do sistema de bateria em sua área de trabalho. "Podemos verificar tudo antecipadamente com o Harness e detectar erros no início do processo sem precisar construir protótipos: facilidade de instalação, roteamento de fios em relação ao espaço na aplicação de destino ou a acessibilidade dos conectores de encaixe. Noventa por cento da tarefa pode ser realizada em 3D, reduzindo assim ao mínimo os esforços necessários para os protótipos."
Com o Eplan Harness proD, os caminhos dos fios podem ser definidos sem um protótipo e as listas de materiais podem ser criadas automaticamente - isso promove o fluxo de trabalho tanto quanto os processos de modificação interligados. Como explica Bern, "Veja o exemplo de querer alterar um único pino em um dispositivo de controle: não precisamos nos preocupar se todos os desenhos e todas as derivações incorporaram ou não essa alteração. A ferramenta percebe automaticamente, apontando a alteração e implementando-a em todos os lugares."
A medição do comprimento dos fios também é totalmente automatizada no Eplan Harness proD. "Esse é um ponto muito importante", diz Bern, "mesmo que não seja a primeira coisa que você perceba. No projeto convencional de fios, primeiro você constrói uma amostra e depois verifica se ela é adequada; o chicote de fios é medido à mão e, em seguida, os respectivos desenhos e placas de pregos são projetados. Tudo isso acontece aqui com um clique do mouse."
O que está claro é que não há nenhum aplicativo que não possa ser usado para algo exótico. E mesmo o Voltabox não faz exceção ao usar o Eplan Harness proD: "O que gostamos de fazer internamente é projetar a tubulação no Eplan Harness. Simplesmente damos a um chicote de fios as respectivas propriedades para a tubulação que precisamos usar e pronto!"
Autor: Ulrich Kläsener, editor autônomo, Bergisch-Gladbach
Voltabox AG
Com seus sistemas de baterias de íons de lítio seguros e econômicos, a Voltabox AG é considerada uma pioneira em mobilidade eficiente. Cerca de 275 funcionários - incluindo 81 em pesquisa e desenvolvimento - geraram vendas de cerca de 67 milhões de euros em 2018. O Grupo espera vendas de 105 a 115 milhões de euros em 2019, expandindo suas atividades comerciais nos negócios de intralogística na América do Norte e na Europa, sem mencionar as baterias para pedelecs e e-bikes. O mercado de máquinas agrícolas e de construção também está sendo promovido.
Além de sua sede em Delbrück, a Voltabox também tem outras instalações na Alemanha, por exemplo, em Aachen, bem como nos EUA e na China. A empresa controladora é a paragon GmbH & Co. KGaA.
