27/05/2024

Voltabox AG

处于电动交通的最佳位置

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Voltabox 是电动交通趋势的主要推动者

电动交通是当今时代的主题。 全球交通正迈向一个新时代。 现代锂离子电池系统正逐渐取代传统驱动装置。 然而,在实现车辆电气化之前,必须回答许多问题:特定的安装空间能容纳多大的容量? 应用需要多高的电压? 这些都需要深入的专业知识。

Voltabox AG 位于德国德尔布吕克,专门从事锂离子电池系统的开发和制造,其业务正处于这一趋势主题的中心。 为了确保作为电力驱动汽车关键部件的电池系统能够尽可能精确地根据相应应用的条件和要求进行设计,Voltabox 在电池开发过程中通过 Eplan Harness proD充分挖掘了电缆和线束设计的自动化潜力。

Voltabox 电池系统开发团队负责人 Christopher Bern 解释说:“我们发现,没有其他工具能像 Harness 一样学习得如此之快,使用起来如此直观,而且 Eplan Electric P8 和 Harness之间的连接提供了如此多的优势,以至于我们不希望没有它。

 

最佳位置:价值链的中间环节

Voltabox 认为自己处于电动交通的最佳位置——其电池系统正好处于价值链的中间。 公司下设三个部门。 Voltapower 部门为工业应用提供客户定制的电池系统,如叉车、矿用车、无轨电车和自动导引车。 第二个部门是 Voltaforce,专门生产面向大众市场的锂离子电池。 主要生产摩托车和跑车的启动电池,以及电动助力车和电动自行车的电池组。 第三个也是最后一个部门是 Voltamotion,主要从事电力驱动系统的开发:传动系统电气化所需的零部件。 这些部件在该公司位于亚琛的内部开发中心推向市场,例如用于高性能汽车全电气化的电力电子设备,包括高效电机。

电压保证——电池开发

Christopher Bern在谈到 Voltabox工程师所经历的充满挑战的工作领域时毫不讳言:“我们必须尽快开发出为客户量身定制的解决方案。最初的原型应该已经为批量生产做好了准备。”然而,原型和小批量生产必须以具有成本效益的方式实现,并且必须能够快速、方便地随时进行调整。要想在世界上最具活力的行业中占据领先地位,这不是一种选择,而是必须做到的:“我们对自己和我们的优质产品有着最高的质量要求。 两大市场领导者强强联手,自是水到渠成。”一个是 Voltabox,另一个是 Eplan,后者提供的解决方案使自动化和工作流程协作成为可能:Eplan Electric P8 用于电气工程,Eplan Harness proD 用于电缆和线束的二维和三维设计。Voltabox 的电池开发流程重点介绍了“如何”和“为什么”。

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配有专用电池系统的装载机 供图:Voltabox AG

介绍 Voltabox 的开发过程

电池开发过程可概括为四个工作步骤:三维布局空间调查和原理图设计、元件布局和三维线束开发、原型生产和制造查询以及文档编制。 Voltabox 希望迅速取得一流的成果,而这是孤立的部门和孤立的解决方案所无法实现的。 即使在 Voltabox 客户为目标应用提供布局空间信息和机械设计数据的同时,原理图概念设计也已在同步进行。

这两个数据包都会被导入 Eplan Harness proD,“然后就可以开始元件布局了,”Bern 说。 “接线路径根据原理图进行定义和联网。然后逐步创建单个部件”。 除了多个电池容器的高压布线外,电池系统的外部布线通常还包括与中央控制设备的通信,中央控制设备可确保电池可靠运行,并充当电池与车辆之间的接口。

生成的部件可以导出并反馈到机械工程设计中,以便进行适当的更改并将开发周期考虑在内。 这很容易,因为 Eplan Harness proD 对 MCAD 系统开放,可以轻松集成到现有的系统生态中。 原型生产部门利用 Eplan Harness proD 提供的所有必要信息——线束、所有所需部件的物料清单、表面保护图等—— 随后可以生产出第一批样品; 同时绘制线图和钉板,开始生产询价。 Eplan Harness proD 会自动汇总所有文件,包括钉板和导线图纸。 Bern 解释说:“操作说明、生产装配文件和可视化图纸——任何人都能轻松理解——是不可或缺的。当初可没有这样的东西。”

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客户定制的电池系统可用于电动自行车和电动助力车等。 供图:Voltabox AG

点选式原则占据主导地位

Voltabox 通过需求分析,首先选择理想的电池单元,然后设计相应模块的适当布线。 系统概念与机械工程设计一起开发,并根据目标应用的数据进行检查。 Bern:“这关系到可用的布局空间,也关系到处理概念是否合适或紧固点是否可触及。” 子部件和导线的选择和放置是通过线束库完成的,线束库是 Voltabox 自己创建的部件数据库,其中包括冲裁插头和空腔密封件等附件。 点选式原则已深入人心。Bern 说:“我们只需点击几下,就可以在布局空间中放置所有东西; 电源和通信单元的布线可以很快实现。” 他补充说:“Eplan Electric P8 的 Harness 接口是一个巨大的优势,让设计人员的工作变得更加轻松。我们可以自动导入联网计划。”

此外,通过自动导入更改(即更新)和丰富附加信息,装配图的推导可以真正实现高效。关键在于交互:MCAD 和 ECAD 之间的综合导出接口可加快开发周期,创建电池系统的数字孪生系统。机械设计可将线束和定位部件导入其系统,并相应调整其设计(例如紧固件和开孔),以便将线束安全地集成到电池系统中。

Voltabox各开发部门之间的合作是高效开发流程的核心。该公司即将通过 Eplan ERP/PDM Integration Suite 将 Eplan Harness proD 与其PDM 系统相连接,从而实现更高水平的集成。

数字孪生:着眼未来

事先了解系统之后将如何工作——Eplan Harness proD 可以实现这一点,这正是工程师梦寐以求的:“看到实际系统与之前设计的数字孪生系统如此接近,令人印象深刻,”Bern 谈到在他的桌面上对电池系统进行虚拟仿真的优势时说。 “我们可以事先用 Eplan Harness proD检查一切,并在流程早期发现错误,而不必先制作原型:安装的简易性、与目标应用空间相关的导线布线或插入式连接器的可及性。90% 的任务都可以在 3D 中完成,从而将原型所需的工作量降至最低。”

使用 Eplan Harness proD,无需原型即可定义导线通路,并自动创建物料清单——这与相互关联的修改流程一样促进了工作流程。Bern 解释说:“以想要更改控制设备上的一个引脚为例:我们完全不必担心是否所有的图纸和所有的推导都包含了这一更改。 工具会自动注意到这一变化,指出并在所有地方执行这一更改。”

在 Eplan Harness proD 中,导线长度的测量也是完全自动化的。 “这是非常重要的一点,”Bern 说,“即使这不是你首先注意到的。在传统的线束设计中,首先要制作一个样品,然后检查其是否合适;线束要手动测量,然后设计相应的图纸和钉板。而在这里,只需轻点鼠标就能完成所有工作。”

显而易见,任何应用都能在特定场景中发挥价值。甚至 Voltabox 在使用 Eplan Harness proD 时也不例外:“我们内部喜欢做的是在 Eplan Harness proD中设计管路。 我们只需为需要使用的管路赋予线束相应的属性,然后就可以了!”

作者:Ulrich Kläsener,自由编辑,Bergisch-Gladbach