Effiziente Kabelplanung: Eplan Harness proD bringt Rennwagen in Fahrt

Eplan: „Es gibt nur noch zwei wirklich innovative Rennen weltweit – die Formel 1 und die Formula Student.“ Dieser Satz wird Ross Brawn zugeschrieben, Sportdirektor der Formel 1. Sehen Sie das auch so?

David Petri: Absolut! Und zwar nicht nur, weil ich Motorsport-Fan bin und selbst gelegentlich Kartrennen fahre. Die Formula Student hat meine Sicht auf die Fahrzeugentwicklung insgesamt verändert. Im KA RaceIng-Team ist mir bewusst geworden, wie wichtig Innovation für den Erfolg eines Projekts ist. Das betrifft nicht nur das Engineering, sondern auch das Management des Gesamtprojekts und das Marketing. 

Sie studieren im 6. Semester Mechatronik und leiten das Team Elektronik. Woran haben Sie in dieser Season gearbeitet? 

Neben den üblichen Instandhaltungsarbeiten sowie einem Batterieaustausch stand in diesem Jahr vor allem ein Re-Design des Rennwagens an. Der Hintergrund für die erforderlichen Änderungen ist die Neufassung der Teilnahmebedingungen. Ab 2022 müssen alle Wagen einen elektrischen Antrieb haben, der sowohl autonom als auch manuell fahren kann, um die volle Punktzahl zu erreichen. Der aktuelle Wagen wird nur autonom gesteuert.  Als Basis für die Planung des Kabelbaums haben wir ein digitales 3D-Modell des Wagens benutzt, das sich mit Hilfe der Eplan Software aufbauen lässt; das hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen.  

Was bedeutet diese Änderung für Ihre Arbeit?

Diese Vorgaben haben Auswirkungen auf die autonomen elektrischen Bauteile, beispielsweise die zentrale Recheneinheit, den Distanzmessungssensor oder den Lenkmotor-Controller. Wir mussten ein neues Chassis entwickeln, und im Team Elektronik mussten wir außerdem die gesamte Stromversorgung der autonomen elektrischen Bauteile neu aufsetzen. Das war eine wirklich tolle Herausforderung.

Auf Testfahrt: Der Formula-Student-Rennwagen des KA-RaceIng-Teams

Wie sind Sie dabei vorgegangen?

Wir haben einen komplett neuen Ansatz gewählt. Unser Grundgedanke war, das Fahrzeug in mehrere Sektoren zu untergliedern, beispielsweise Dashboard oder Pedale. Diese Sektoren werden von einer zentralen Power Distribution Unit versorgt, die den Strom aus einer eigenen Niedervolt-Batterie erhält. Auf dieser Grundlage haben wir das Konzept für die Stromverteilung für die autonomen Bauteile sowie den Kabelbaum vollständig neu geplant.

Inwiefern war EPLAN Harness proD bei dieser Arbeit hilfreich?

Die Software ist absolut intuitiv bedienbar, das kam mir schon mal sehr entgegen. Nach einer Einweisung durch meinen Vorgänger konnte ich sofort losgelegen. Sobald man das 3D-Modell des Wagens geladen hat, wird die Kabelplanung absolut plastisch. Auf Basis der Pinning-Liste kann man im 3D-Modell sehen, wie die Kabel verlaufen und wie möglichst gewichtssparende Verbindungsverläufe geplant werden können. Darauf kommt es bei einem Rennwagen schließlich an. Bei der Planung konnten wir die Kabelbäume jeweils sektorenweise betrachten und bearbeiten. Dies ist besonders im Hinblick auf die spätere Umsetzung extrem hilfreich. Durch die digitalen Planungsmöglichkeiten lassen sich Chassis, Rahmen und Verkabelung optimal aufeinander abstimmen, so dass beim Zusammenbau keine Überraschungen zu erwarten sind.

Ist der neue Wagen schon fahrbereit?

Das Monocoque ist gefertigt, und alle Bereiche sind gut aufeinander abgestimmt. Die weiteren Arbeiten, wie der Einbau der Elektronik, stehen im Herbst und Winter an.

Eplan Harness proD bietet außerdem die Möglichkeit, die Planung zu dokumentieren. Sehen Sie das als Vorteil?

Beim Wettbewerb gibt es eine Reihe von Disziplinen, dynamische und statische. Zu den dynamischen zählt das Fahrverhalten in den unterschiedlichsten Situationen, und bei den statischen werden unter anderem Business Plan, Cost Reporting sowie Engineering Design und Konzept bewertet. Hier hilft die Eplan Harness proD Dokumentation, um die entsprechenden Dokumente auszufüllen und das Design zu veranschaulichen. Abgesehen davon habe ich gleich zu Anfang festgestellt, wie wichtig eine gute Dokumentation für die tägliche Arbeit ist. Bei den Instandhaltungsarbeiten stellte sich heraus, dass ein Sensor nicht richtig funktionierte. Nachdem ich herausgefunden hatte, dass die aktuelle Stromverteilung auf den Planungen von 2015 beruhte, konnte ich das entsprechende Kabel in wenigen Minuten identifizieren und der Schaden war behoben. Das war sehr praktisch!

Elektrotechnik-Kabelbaum des Rennwagens in Eplan Harness proD

Wie ist die Season 2022 der Formular Student für Sie gelaufen?

Wir haben jetzt alle Events absolviert, die wir uns für dieses Jahr vorgenommen hatten. In Tschechien konnten wir trotz ein paar elektronischer Probleme insgesamt den zweiten Platz einfahren. In den Disziplinen Skidpad - also dem Fahren einer liegenden acht - und Engineering Design haben wir gewonnen. Das Event in Ungarn konnte für uns kaum besser laufen: Hier haben wir alle bis auf eine dynamischen Disziplin gewonnen, wodurch wir dann auch insgesamt den ersten Platz erreicht haben. Jetzt geht es wieder an die Arbeit: Wir sind schon dabei,  das Fahrzeug für die Season 2023 zu fertigen und zu testen.

Herzlichen Dank für das Gespräch!

Eplan Harness proD in der Fahrzeugentwicklung und der Kabelbaumplanung

„Es gibt eine Reihe von Unternehmen im Sonderfahrzeugbau, die unsere Software bei der Fahrzeugentwicklung einsetzen“, berichtet Lukas Menzel, Business Owner Eplan Harness proD. Der Grund: Eplan Harness proD macht einen physischen Prototyp überflüssig. Die Möglichkeit der dreidimensionalen Elektro-Planung erschafft einen digitalen Zwilling. Er beinhaltet alle Informationen zur sauberen, akkuraten Fertigung des Kabelbaums. Ein Konzept lässt sich passgenau 1:1 umsetzen. Unternehmen haben mit dem Abschluss des Detail Engineerings ein Kabelbaum-Design, mit dem sie direkt in die Vorserie gehen können. „Das reduziert die Entwicklungszeiten um rund 30 Prozent. Frickeln war gestern“, fasst Menzel zusammen.

Eplan Harness proD  im Maschinenbau für die Feldverkabelung

Nicht nur in der Kabelbaum-Planung in der Fahrzeugentwicklung kommt Eplan Harness proD zum Einsatz: „Auch für die Feldverkabelung, zum Beispiel im Maschinenbau, ist Eplan Harness proD das passende Werkzeug,“ betont Lukas Menzel. Der digitale Einbau des Schaltschrankaufbaus in Eplan Pro Panel bildet dabei den Startpunkt für die Feldverkabelung. Zusätzliche Feldkomponenten, geplant in Eplan Electric P8, lassen sich einfach im mechanischen 3D-Modell installieren. „Besonders praktisch ist dabei, dass die Kabel direkt angeschlossen werden – die Information ist ja im Schaltplan hinterlegt“, erklärt Menzel und ergänzt: „Das 3D-Kabelmodell lässt sich an mechanische CAD-Systeme übertragen. Angereichert durch Kabelbefestigungsmaterial, schafft man frühzeitig Fakten: Denn so wissen die Kollegen direkt Bescheid, wo sie Bohrlöcher einplanen müssen.“ Ab dem kommenden Servicepack 1 bietet die Software-Version 2023 zudem eine ganz neue Funktion: „Dann gelingt die Kabelverlegung für Energieketten und Kabelkanäle so schnell wie nie zuvor,“ freut sich Lukas Menzel.