Am „Sweet Spot“ der Elektromobilität

E-Mobility ist das Thema der Stunde: Immer häufiger verdrängen moderne Batteriesysteme herkömmliche Antriebe. Im Zentrum dieses Trend-Themas agiert die auf die Entwicklung und Fertigung moderner Lithium-Ionen-Batteriesysteme spezialisierte Voltabox AG aus dem westfälischen Delbrück. Damit das Batteriesystem als Schlüsselkomponente elektrisch angetriebener Fahrzeuge möglichst passgenau auf die Gegebenheiten und Anforderungen der Anwendung ausgelegt werden kann, schöpft Voltabox bei der Batterieentwicklung das Automatisierungspotenzial im Kabel- und Kabelbaumdesign mit Eplan Harness proD voll aus. Christopher Bern, Teamleiter Batterie-Systementwicklung bei Voltabox, sagt: „Wir haben festgestellt, dass kein anderes Tool so schnell zu erlernen und intuitiv zu bedienen ist wie Harness – auch bietet die Verbindung zwischen Electric P8 und Harness so viele Vorteile, dass wir darauf nicht verzichten wollen.“

In der Mitte der Wertschöpfungskette

Mit seinen modernen und sicheren Lithium-Ionen-Batterielösungen treibt Voltabox den Trend Elektromobilität maßgeblich voran – beispielsweise im Bereich der Intralogistik mit leistungsstarken und effizienten Batterien für Gabelstapler. Voltabox sieht sich am „Sweet Spot“ der Elektromobilität angesiedelt – also mit seinen Batteriesystemen genau in der Mitte der Wertschöpfungskette. Das Unternehmen verfügt über drei Geschäftsbereiche. Der Geschäftsbereich Voltapower bietet kundenspezifische Batteriesysteme für industrielle Anwendungen. Diese kommen zum Beispiel in Gabelstaplern, Bergbaufahrzeugen, Oberleitungsbussen und fahrerlosen Transportsystemen zum Einsatz. Während im Geschäftsfeld Voltaforce Lithium-Ionen-Batterien für den Privatgebrauch – z. B. für Motorräder und E-Bikes – gefertigt werden, konzentriert sich Voltamotion auf die Entwicklung von elektrischen Antriebssystemen.

Spannung garantiert – Batterieentwicklung

Christopher Bern spricht durchaus Klartext, wenn es um das kernige Spannungsfeld geht, in dem sich die Voltabox-Konstrukteure befinden: „Es gilt, kundenspezifische Lösungen in kürzester Zeit zu entwickeln. Erste Prototypen sollen bereits seriennahen Stand aufweisen.“ Auch müssten Prototypen und Kleinserien schon kosteneffizient realisiert werden oder Anpassungen jederzeit schnell und unkompliziert umzusetzen sein. Mit Eplan Electric P8 für die Elektroprojektierung und Eplan Harness proD fürs Kabel- und Kabelbaumdesign in 2D und 3D greift Voltabox auf Lösungen zurück, die Automatismen und Kollaboration im Workflow erst ermöglichen.

Vier Arbeitsschritte lassen sich im Batterieentwicklungsprozess skizzieren: die 3D- Bauraumuntersuchung und der Schaltplanentwurf, die Komponentenplatzierung und 3D-Kabelbaumentwicklung, die Prototypenfertigung und Konfektionär-Anfragen sowie die Dokumentation. Für beste Ergebnisse bedient sich Voltabox eines parallel ablaufenden Workflows: Während der Voltabox-Kunde Angaben zu Bauraum und mechanischen Konstruktionsdaten der Zielapplikation macht, wird parallel bereits das Schaltungskonzept entworfen. Beide Datenpakete werden in Eplan Harness proD importiert, „Dann kann die Komponentenplatzierung schon beginnen“, so Christopher Bern: „Leitungswege werden definiert und entsprechend des Schaltplans vernetzt, nach und nach entstehen einzelne Baugruppen.“

Auch die äußere Verkabelung eines Batteriesystems und der Prototypenbau laufen teilautomatisiert ab, bis hin zur Dokumentation: „Betriebsanleitungen, Aufbaudokumentationen für die Fertigung und Visualisierungen – für alle schnell verständlich – sind unerlässlich“, so Christopher Bern, „ein solches System hat ja anfangs noch gar nicht existiert.“

Das "Point & Klick"-Prinzip greift

Die Anforderungsanalyse durch die Voltabox AG führt zunächst auf die Auswahl der idealen Batteriezelle, für die eine passende Verschaltung von entsprechenden Modulen entworfen wird. Die Auswahl und Platzierung von Teilkomponenten und Leitungen erfolgt über die Harness Library, die Voltabox als Komponentendatenbank selbst aufgebaut hat. Das "Point & Klick"-Prinzip greift: „Wir können mit nur wenigen Klicks alles im Bauraum platzieren, die Verschaltung des Last- und Kommunikationsteils ist sehr schnell realisiert“, so Bern, der das Zusammenspiel von Elektroprojektierung und Kabelbaumdesign explizit anspricht: „Die Harness-Schnittstelle zu Electric P8 ist ein Riesenvorteil und erleichtert das Leben des Entwicklers ungemein. Wir können automatisiert Vernetzungspläne übernehmen.“

Integration und Zusammenarbeit stehen bei Voltabox im Zentrum eines Entwicklungsprozesses: Mit der anstehenden Anbindung von Eplan Harness proD ans PDM-System, die mit der Eplan ERP/PDM Integration Suite umgesetzt wird, plant Voltabox hier in Kürze den nächsten Schritt.

Digitaler Zwilling: Zukunft im Blick

Vorher wissen, wie das System nachher funktioniert. Das ist mit Eplan Harness proD realisierbar und gefällt jedem Konstrukteur: „Es ist eindrucksvoll zu sehen, wie nahe das reale System dem zuvor entworfenen digitalen Zwilling kommt“, sagt Christopher Bern und verweist auf die Vorteile der faktisch simulierten Batteriesystemprüfung auf dem Schreibtisch anhand des digitalen Zwillings: „Wir können mit Harness alles im Vorfeld prüfen und Fehler frühzeitig aufdecken, und zwar ohne den Aufbau erster Prototypen: Montierbarkeit, Leitungswege in Bezug auf den Platz in der Zielapplikation oder die Erreichbarkeit von Steckverbindungen. 90% der Aufgaben sind damit bereits in 3D lösbar und die Prototypen-Aufwände auf ein Minimum reduziert.“

Den vollständigen Referenzbericht finden Sie hier.