EV-Batteriesystementwicklung für das EDAG Vehicle-as-a-Service (VaaS)-Konzept
EDAG ist eine internationale Unternehmensgruppe, die im Bereich der Ingenieurdienstleistungen tätig ist.
Reichweite und Gewicht – die beiden Hauptprobleme bei Elektroautos. Es ist unmöglich, diese Aspekte einzeln zu betrachten. Bei der Entwicklung ihres Projekts „Light Car“ setzte EDAG auf TECHNIA und dessen CATIA V6-Expertise.
„Die Mitarbeiter von TECHNIA sind absolute Profis, wenn es um Systemengineering geht. Sie konnten dieses Fachwissen auf die Entwicklung des Batteriemoduls in höchst effizienter Weise anwenden.“
Michael Hog, Director of Vehicle Integration, EDAG
Vision
Eine zentrale Betrachtung des gesamten Fahrzeugs ermöglicht es, die Interaktion zwischen den erforderlichen Parametern multidisziplinär und nachvollziehbar zu simulieren, wodurch der Entwicklungsprozess für das Batteriemodul erheblich effizienter gestaltet wird.
Die Entwickler haben ihr Konzept EDAG Light Car Sharing genannt – ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, das jeder mieten, aber niemand kaufen muss. Das Fahrzeug wurde von Entwicklungsdienstleistern aus Fulda speziell für den Carsharing-Markt konzipiert.
Um eine möglichst große Reichweite zu erzielen, optimierte EDAG sowohl die Fahrzeugstruktur als auch das Batteriemodul.
Die Experten von TECHNIA unterstützten den Automobilhersteller auf zweierlei Weise: Sie lieferten und gewährleisteten eine effiziente Nutzung der leistungsstarken Software CATIA V6 und teilten ihr technisches Fachwissen, um langlebige Batterien zu entwickeln.
Die Lösung
Mehr als 40 Softwarelösungen
Während der gesamten Produktentwicklung strebte EDAG einen Expertenaustausch an, da dies das erste Projekt des Entwicklers war, bei dem die interdisziplinäre CATIA V6-Plattform für eine transparente Simulation des Gesamtsystems eingesetzt wurde. Das Managementmodul von CATIA ermöglicht allen Beteiligten die gleichzeitige Arbeit am Projekt und steht allen an der Entwicklung beteiligten Parteien zur Verfügung.
„Die Elektromobilität stellt Entwickler vor neue Herausforderungen. Wir wollten das Potenzial von V6 in der Praxis testen, über alle Entwicklungsbereiche hinweg, und daraus Schlussfolgerungen für optimierte Entwicklungsprozesse in der Zukunft ziehen.“
Michael Hog, Direktor für Fahrzeugintegration bei EDAG
Die Reduzierung der Anzahl der beteiligten Schnittstellen erschien in diesem Fall ein sehr vielversprechender Ansatz zu sein – schließlich verwendet EDAG derzeit rund 40 verschiedene Softwarelösungen.
Das Design liegt im Detail
Das Wort „Light“ im Projekttitel hat eine doppelte Bedeutung: Einerseits bezieht es sich auf das spezielle Außenbeleuchtungsdesign des Autos, das verwendet wird, um den aktuellen Status des Autos zu kommunizieren.
Wenn das Auto gerade lädt, leuchtet es rot und das Wort „Charging“ wird auf den Boden projiziert. Mit grünem Licht und den Worten „Rent Me“ zeigt das Auto an, dass es zur Miete verfügbar ist. Weißes Licht und „Reserved“ signalisiert, dass es derzeit genutzt wird.
Andererseits bezieht sich „Light“ auch auf die Konstruktion des Autos. Durch die Verwendung von Faserverbundelementen in der Karosserie wurde das Gewicht erheblich reduziert. Das Design wurde durchdacht, um temporäre Nutzung zu ermöglichen.
Der ungünstige Luftwiderstandsbeiwert ist für ein Stadtfahrzeug kaum von Bedeutung. Das Cockpit wurde in diesem Fahrzeug auf ein Minimum reduziert. Gas, Bremse, Lenkrad, Blinker und ein Display, das lediglich Geschwindigkeit, Batteriezustand, Reichweite und Navigationshilfe anzeigt. Sensoren steuern automatisch Heizung, Scheibenwischer und Beleuchtung.
Entwicklung der Batterie
Schließlich blieb als einzige Herausforderung für die Erreichung der größtmöglichen Reichweite die Entwicklung eines hinsichtlich Leistung und Gewicht vollständig optimierten Batteriemoduls – eine äußerst wichtige Komponente in einem Elektrofahrzeug. EDAG holte TECHNIA und deren Partner Modelon an Bord, um das Systems Engineering anzugehen.
Zunächst entwarfen die Experten von TECHNIA die Produktspezifikationen, beispielsweise in Bezug auf Fahrleistung, potenzielle Laufleistung, Energieverbrauch, Ladezeiten und Batterielebensdauer. Diese Methode des Anforderungsmanagements wurde dann in ENOVIA V6 integriert. Dieser Grad an Transparenz sparte beträchtlich Zeit und trug eindeutig zur Fehlerreduzierung bei.
In der nächsten Phase, bekannt als „Packaging“, wurden alle möglichen räumlichen Konfigurationen der Komponenten innerhalb des Fahrzeugs in CAD analysiert. Zu diesem Zweck wurden die technischen Datenblätter der betreffenden Batteriezellen zusammen mit ihren Kühlelementen in der Datenbank gespeichert. Die Zuordnung der Anforderungen für das gesamte Fahrzeug war somit für alle Projektteilnehmer sichtbar.
Die Verwendung von V6 3DLive und des stets verständlichen Versionsverwaltungssystems ermöglichte es, den Projektfortschritt und die Produktdetails selbst für Benutzer ohne CAD-Kenntnisse sehr einfach zu visualisieren.
Mit der Anwendung der Batterievorauswahl und -simulation rückte die Arbeit zunehmend in die Phase der praktischen Umsetzung. Das dynamische Verhalten des Batteriemoduls im Einsatz konnte mithilfe des
Dies bedeutet, dass die verschiedenen Batterietypen als Varianten des Modells verwendet werden konnten, um realistische Simulationen zu erstellen. Somit konnte ermittelt werden, welche Version hinsichtlich Leistung, Raumabmessungen und Anforderungen die beste war. Abschließend wurde die FEM zur Analyse des Thermomanagements des Moduls eingesetzt, da schließlich eine beträchtliche Energiemenge erforderlich ist, um die Batteriezellen auf der optimalen Betriebstemperatur zu halten.
Vorteile
Die Nutzung von CATIA V6 durch EDAG, um die koordinierte Darstellung des gesamten Fahrzeugkonzepts auf E-Komponenten und die kontinuierliche Darstellung des Entwicklungsprozesses für das Batteriemodul zu erreichen, kann als sehr zukunftsweisend angesehen werden.
„Die V6-Lösung mit der integrierten, multidisziplinären Zusammenarbeit weist im Vergleich zur Arbeitsweise mit mehreren verschiedenen Werkzeugen deutliche Vorteile auf, insbesondere in Bezug auf Zeit, Transparenz, Rückverfolgbarkeit und bietet uns zudem eine exzellente Datenkonsistenz.“
Michael Hog, Direktor Fahrzeugintegration, EDAG
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