Inżynieria systemów akumulatorów EV dla koncepcji EDAG VaaS

„Pracownicy firmy TECHNIA są absolutnymi profesjonalistami, jeśli chodzi o inżynierię systemów. Byli w stanie zastosować tę wiedzę do opracowania modułu baterii w bardzo wydajny sposób.„

Michael Hog, dyrektor ds. integracji pojazdów, EDAG

Wizja

Centralny widok całego samochodu pozwala na symulację interakcji między wymaganymi parametrami w sposób multidyscyplinarny i zrozumiały, dzięki czemu proces rozwoju modułu baterii jest znacznie bardziej wydajny.

Deweloperzy ochrzcili swoją koncepcję EDAG Light Car Sharing – elektrycznie napędzany samochód, który każdy może wypożyczyć, ale nikt nie musi go kupować. Samochód został zaprojektowany przez dostawców usług rozwojowych z Fuldy, specjalnie dla rynku car-sharingu.

Aby osiągnąć jak największy zasięg, EDAG zoptymalizował zarówno konstrukcję pojazdu, jak i moduł baterii.

Eksperci TECHNIA wsparli producenta samochodów na dwa sposoby: Dostarczając i zapewniając efektywne wykorzystanie potężnego oprogramowania  CATIA V6 , a także dzieląc się swoją wiedzą inżynierską w celu opracowania trwałych akumulatorów.

Rozwiązanie

Ponad 40 rozwiązań programowych

Podczas opracowywania produktu EDAG starał się wymieniać wiedzą specjalistyczną, ponieważ był to pierwszy projekt dewelopera, w którym interdyscyplinarna platforma CATIA V6 została wykorzystana do przeprowadzenia przejrzystej symulacji całego systemu. Moduł zarządzania CATIA umożliwia wszystkim stronom jednoczesną pracę nad projektem. udostępnione dla wszystkich stron zaangażowanych w rozwój.

„Elektromobilność stawia również nowe wyzwania przed deweloperami. Chcieliśmy przetestować potencjał V6 w praktyce, we wszystkich obszarach rozwoju, a następnie wyciągnąć z tego wnioski dla zoptymalizowanych procesów rozwoju w przyszłości”.

Michael Hog, dyrektor ds. integracji pojazdów w EDAG

Zmniejszenie liczby zaangażowanych interfejsów wydawało się w tym przypadku bardzo obiecującym podejściem – w końcu EDAG korzysta obecnie z około 40 różnych rozwiązań programowych.

Design tkwi w szczegółach

Słowo „Light” w tytule projektu ma podwójne znaczenie: Z jednej strony odnosi się do specjalnego projektu oświetlenia zewnętrznego samochodu, który służy do komunikowania aktualnego stanu samochodu.

Jeśli samochód jest w trakcie ładowania, świeci się na czerwono, a na ziemi wyświetlany jest napis „Charging”. Zielone światło i napis „Rent Me” oznacza, że samochód jest wolny do wynajęcia. Białe światło i napis „Reserved” sygnalizują, że samochód jest aktualnie używany.

Z drugiej strony, „lekkość” odnosi się również do konstrukcji samochodu. Dzięki zastosowaniu elementów z kompozytów włóknistych w nadwoziu samochodu, jego waga została znacznie zmniejszona. Konstrukcja została dobrze przemyślana, aby sprostać tymczasowemu użytkowaniu.

Niekorzystny współczynnik oporu powietrza nie jest znaczący dla pojazdu miejskiego. Kokpit w tym samochodzie został zredukowany do absolutnego minimum. Przyspiesznik, hamulce, kierownica, wskaźniki i wyświetlacz, który pokazuje tylko prędkość, stan baterii, zasięg i pomoc nawigacyjną. Czujniki służą do automatycznej obsługi ogrzewania, wycieraczek i świateł.

Projektowanie baterii

Wreszcie, jedynym wyzwaniem, jakie pozostało, aby osiągnąć jak najdłuższy zasięg, było opracowanie w pełni zoptymalizowanego modułu baterii pod względem wydajności i wagi – bardzo istotnego elementu w samochodzie elektrycznym. EDAG zaprosił firmę TECHNIA i jej partnerów Modelon do współpracy w zakresie inżynierii systemów.

Po pierwsze, eksperci TECHNIA opracowali specyfikację produktu, na przykład w odniesieniu do wydajności jazdy, potencjalnego przebiegu, zużycia energii, czasu ładowania i żywotności baterii. Ta metoda zarządzania wymaganiami została następnie włączona do  ENOVIA V6. Ten stopień przejrzystości pozwolił zaoszczędzić znaczną ilość czasu i wyraźnie pomógł zmniejszyć liczbę błędów.

W kolejnym etapie, znanym jako „pakowanie”, wszystkie możliwe konfiguracje przestrzenne komponentów w pojeździe zostały przeanalizowane w CAD. W tym celu w bazie danych przechowywano arkusze danych technicznych ogniw akumulatorowych wraz z ich jednostkami chłodzącymi. W ten sposób przypisanie wymagań dla całego pojazdu było widoczne dla wszystkich uczestników projektu.

Zastosowanie V6 3DLive i zawsze zrozumiałego systemu zarządzania wersjami oznaczało, że bardzo łatwo było wizualizować postępy projektu i szczegóły produktu, nawet dla użytkowników bez żadnej wiedzy na temat CAD.

Wraz z zastosowaniem wstępnego wyboru baterii i symulacji, prace coraz bardziej zbliżały się do etapu praktycznego wdrożenia. Dynamiczne zachowanie używanego modułu baterii mogło zostać przetestowane przy użyciu modelu symulacyjnego CATIA Systems. W tym celu typy baterii i wszystkie istotne dane zostały zamodelowane przez Modelon, przy użyciu Modelica jako podstawy.

Oznacza to, że różne typy baterii mogą być używane jako warianty modelu do tworzenia realistycznych symulacji. W ten sposób można było określić, która wersja jest najlepsza pod względem wydajności, wymiarów przestrzeni i wymagań. Wreszcie, MES został wykorzystany do analizy zarządzania termicznego modułu, w końcu znaczna ilość energii jest wymagana do utrzymania ogniw baterii w optymalnej temperaturze roboczej.

Zyski

Wykorzystanie przez EDAG  CATIA V6  do skoordynowanego renderowania ogólnej koncepcji pojazdu na e-komponentach i ciągłego przedstawiania procesu rozwoju modułu baterii może być postrzegane jako bardzo przyszłościowe.

„Rozwiązanie V6 ze zintegrowaną, multidyscyplinarną współpracą ma wiele zalet w porównaniu z metodą pracy z kilkoma różnymi narzędziami, szczególnie pod względem czasu, przejrzystości, identyfikowalności, a także zapewnia nam doskonałą spójność danych.„

Michael Hog, dyrektor ds. integracji pojazdów, EDAG

Prawa autorskie do zdjęć: Grupa EDAG