E-CAD-Software Entwickler von Elektrobagger setzen auf Eplan-Software

Ein Gastbeitrag von Andreas Leu

Pionierarbeit bei der Elektrifizierung von Antrieben für mobile Arbeitsmaschinen: Das hat sich das Start-up Suncar auf die Fahne geschrieben und entwickelt elektrisch angetriebene Bagger & Co. Zum Einsatz kommen die E-CAD-Lösungen von Eplan.

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Für die Zukunft erwartet Suncar, dass nach der Elektrifizierung die Automatisierung auf den mobilen Fahrzeugen und Maschinen folgt.
Für die Zukunft erwartet Suncar, dass nach der Elektrifizierung die Automatisierung auf den mobilen Fahrzeugen und Maschinen folgt.
(Bild: Suncar)

Das im Jahr 2015 von der ETH Zürich ausgegründete Unternehmen Suncar unterstreicht mit dem Slogan „Maximale Leistung – minimale Emissionen“ seine Vision, mit der Elektrifizierung von Fahrzeugen die Energiewende voranzutreiben. Stefan Schneider, Gründer und Geschäftsführer von Suncar, hat klare Vorstellungen, wohin die Reise des jungen Unternehmens führen soll. Als MSc ETH Mechanical Engineer weiß er auch, wie wertvoll Software-Tools für die tägliche Entwicklungsarbeit sind. Für die Elektroplanung setzt Suncar deshalb E-CAD-Lösungen von Eplan ein.

Damit bringt Stefan Schneider den Spirit von Suncar auf den Punkt: Etwas zu erschaffen, was einen gesellschaftlichen Nutzen erbringt und die Umwelt massiv weniger belastet.

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Mobile Arbeitsmaschinen im Fokus

Alles begann im Jahr 2011 mit der Entwicklung von Elektroantrieben für Sportwagen und klassische Straßenfahrzeuge. Ab dem Jahr 2015 konzentrierte sich die neu gegründete Firma Suncar auf mobile Arbeitsmaschinen mit Fokus auf die Baubranche und Kommunalfahrzeuge. „Der Vorteil von Suncar ist, dass wir kein belastendes Vorwissen zu der jeweiligen Anwendung haben“, sagt Stefan Schneider. „Wir sehen uns die Applikation an und suchen dann die beste Lösung, unabhängig von einer Historie. Damit entstehen innovative Resultate, die bei den meisten Kunden Anklang finden. Wir entwickeln uns mit jeder Anwendung weiter. Mit bereits etablierten Produkten versuchen wir, neue Märkte zu erschließen“, ergänzt Schneider.

Vision: Auf Hydraulik in Baggern komplett verzichten

Die meisten elektrifizierten Antriebssysteme entwickelt Suncar derzeit für Bagger. Gemeinsam mit dem österreichischen Investor Huppenkothen wurden die ersten klassisch mit Diesel betriebenen Bagger elektrifiziert. Mit den erworbenen Kenntnissen wurden in der Folge mehr und auch größere Bagger auf Elektroantriebe umgebaut. „Bis jetzt sind lediglich der Hauptantrieb und die Nebenantriebe wie Klimatisierung und Lüfter elektrifiziert“, erklärt Schneider. „Wir haben zwar einige Ideen, wie wir auch die Effizienz einer Maschine weiter erhöhen und z. B. Hydrauliksysteme effizienter gestalten oder teilweise auch direkt elektrisch ausführen könnten. Die Kosten lassen sich noch nicht wirtschaftlich abbilden. Die Hydraulik hat sich in der Baubranche etabliert und sehr bewährt.“

Für das kommende Jahr steht ein Projekt mit der ETHZ auf der Agenda, bei dem ein Zwei-Tonnen-Bagger komplett mit elektrischen Antrieben und ohne Hydraulik ausgerüstet werden soll.

Die Geschichte hinter Suncar

Die Suncar HK AG wurde im Jahr 2015 gegründet. Das Unternehmen entstand aus einem ETH-Fokusprojekt, an denen jedes Jahr Studierende der Maschinenbau- und Elektroingenieurswissenschaften arbeiten.

Der weltweit erste kabellos batteriebetriebene E-Bagger, der im Rahmen des Fokusprojekts 2014 entwickelt und gebaut wurde, stieß auf großes Interesse in der Öffentlichkeit und der Baubranche. Um das Projekt "E-Bagger" weiter zu verfolgen, wurde Suncar als Tochterfirma der Huppenkothen Baumaschinen AG gegründet.

Das Portfolio an E-Baggern umfasst mittlerweile drei Bagger-Modelle. Zudem hat Suncar weitere Elektrisierungen im Bereich der Nutz- und Kommunalfahrzeuge entwickelt.

Punkten mit 3D-Funktionalität

Dass diese Komplexität ein ausgereiftes Elektroplanungs-Tool erfordert, liegt auf der Hand. „Wir haben bei Suncar zu fünft angefangen und hatten noch wenig Erfahrung. Also fragten wir bei einigen Kunden nach, mit welchem Elektro-CAD sie gute Erfahrungen machen“, erinnert sich Schneider. „So stießen wir auf Eplan. Da wir über wenig flüssige Mittel verfügten, gefiel uns die Skalierbarkeit der Lizenzierung. Dazu kommt, dass die Bedienung der Software sehr intuitiv ist.“

Bei Suncar sind vor allem junge Ingenieure tätig, die bereits während des Studiums und der Praxisarbeiten mit dem Planungs-Tool von Eplan gearbeitet oder sich schnell in etwas Neues eingearbeitet haben. Somit ging die Einführung ohne Probleme und mit wenig Schulungsaufwand über die Bühne.

Wie Engineering-Tools von Eplan die Suncar-Entwickler unterstützen

  • Entwurf: Suncar verwendet Eplan Electric P8 für die Elektrokonstruktion sowie Harness Pro-D, ein Tool zur Kabel- und Kabelbaumkonstruktion in 3D. „Gerade die intuitive 3D-Umgebung des Harness-Pro-D-Tools erleichtert uns die Planung der Verkabelung der Bagger ungemein. Wir können die Verlegung der Kabelbäume bereits im Vorfeld als digitalen Zwilling simulieren, mit den Kunden diskutieren und gemeinsam die beste Lösung erarbeiten“, erläutert Schneider.
  • Dokumentation: „Es ist für uns äußerst wichtig, den gesamten Entwicklungsprozess auch in 3D zu dokumentieren. Dies entspricht unserem grundsätzlichen Vorgehen bei der Projektarbeit. Sorgfältige Planung und eine vollständige Dokumentation in 3D gehören bei Suncar einfach dazu. Das weisen wir auch gegenüber unseren Kunden aus. Wir präsentieren ihnen nicht nur das Elektroschema (Schaltplan) der Kabel, sondern auch deren Verlegung auf ihrem Fahrzeug. Anfangs stieß diese Praxis gerade bei Großunternehmen auf eine gewisse Skepsis, die dann in den meisten Fällen rasch verflog. Sie waren es in der Vergangenheit einfach gewohnt, diesen Prozess an einem physischen Prototyp durchzuführen.“
  • Datenimport: Ein weiterer großer Vorteil von Harness Pro-D ist die Möglichkeit des Imports von mechanischen Daten eines 3D-CAD-Modells, etwa aus Solidworks. Suncar erhält von den Kunden die 3D-Konstruktionsdaten, womit sich mit Harness Pro-D der digitale Zwilling der Kabelverlegung in kurzer Zeit darstellen und optimieren lässt. Die logischen Verknüpfungen der Steuerung und der elektrischen Komponenten sowie die Positionierung der Schirmungen werden bei Suncar in Electric P8 ausgelegt.
  • Konstruktion: Bei der geometrischen Anordnung in 3D werden die Elektro-Konstrukteure danach von Harness Pro-D unterstützt. Sie platzieren die Komponenten und Stecker im Fahrzeug und übernehmen die Verbindungsinformationen aus dem Schaltplan. Auf diese Weise werden die Kabelbäume an die entsprechenden Punkte angeschlossen und verlegt. So steht bereits in der Design-Phase die richtige Kabellänge fest, was zum Schluss Material einspart und exakt vorbereitete Kabelbäume ermöglicht.
  • Validierung: Ist die Verlegung beendet, führt das System eine Validierung durch. Es erkennt dadurch frühzeitig Schwachstellen und warnt den Konstrukteur, dass z. B. an einer Stelle ein zu enger Radius für ein Kabel besteht. So werden bereits während der Design-Phase Fehlerquellen reduziert.

Elektrokonstruktion: Intuitiv und komfortabel

Stefan Schneider zieht eine positive Bilanz: „Was mich angenehm überrascht, ist die Tatsache, wie rasch sich unsere Ingenieure in die Eplan-Konstruktions-Tools einarbeiten. Im Moment arbeiten sechs Ingenieure regelmäßig damit, und wir beschäftigen auch immer wieder Praktikanten. Diese arbeiten in der Regel nach 2 bis 3 Wochen produktiv, was für die intuitive Bedienung des E-CAD-Systems spricht.

Auch die Möglichkeiten des digitalen Zwillings in 3D sowie mit Harness Pro-D CAD-Daten des Fahrzeugs zu importieren, reduzieren die Entwicklungszeiten.

Dass dank der Planung mit Harness Pro-D die Fehler und Unstimmigkeiten bei der Kabelverlegung dezimiert werden, ist ein weiteres Plus für Schneider. Die kompletten Daten für die Herstellung der Kabelbäume vereinfachen ebenfalls die Zusammenarbeit mit den externen Zulieferern. Für die Zukunft ist die Versionierung der CAD-Konstruktionen geplant, damit Suncar-Kunden immer den aktuellen Revisionsstand kennen.

Automatisierung folgt auf Elektrifizierung

Wie geht es bei Suncar weiter? Für Stefan Schneider ist klar, dass nach der Elektrifizierung die Automatisierung auf den mobilen Fahrzeugen und Maschinen folgt. Dem Fahrer sollen gewisse Arbeiten erleichtert oder sogar vollständig abgenommen werden. Zudem sieht Stefan Schneider weitere Elektrifizierungsanwendungen wie maritime oder Schienen-Antriebe als spannende Herausforderungen, was allerdings noch Zukunftsmusik sei.

Dieser Beitrag erschien zuerst auf unserem Partnerportal www.konstruktionspraxis.de

* Andreas Leu, Lion Communication

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