Kunststoffkomponenten für Batteriesysteme Wie Röchling seine Simulationsprozesse beschleunigt

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Um den steigenden Anforderungen im E-Mobility-Markt gerecht zu werden, setzt Röchling Automotive auf digitale Entwicklungsmethoden: Mit Altair SimSolid beschleunigt das Unternehmen seine Simulationsprozesse deutlich. 

Im Zuge des tiefgreifenden Wandels hin zur Elektromobilität steckt Röchling Automotive – ein weltweit führendes Unternehmen mit 6.000 Mitarbeitern in 17 Ländern – die Grenzen nachhaltiger Innovation neu. Im Einklang mit seiner Vision „We Drive Sustainable Mobility” integriert das Unternehmen Biokunststoffe und Rezyklate in seine hochleistungsfähige Kunststoffkomponenten, unter anderem im Bereich der Batterietechnologien für Elektrofahrzeuge (EVs).

Um in diesem sich schnell entwickelnden Bereich wettbewerbsfähig zu bleiben, setzt das CAE-Team von Röchling fortschrittliche Technologien für Systemsimulation ein, darunter Struktur-, Strömungs-, Akustik-, Prozess- und Wärmeanalysen und sucht dabei ständig nach intelligenteren, schnelleren und genaueren Möglichkeiten zur Konstruktion und Bewertung von Komponenten. Das Ziel ist klar: Verkürzung der Entwicklungszyklen ohne Abstriche bei der Qualität – insbesondere bei Batteriesystemen, wo Präzision von größter Bedeutung ist.

Beschleunigung der Simulation  für einen schnelllebigen Markt 

Batteriesysteme für Elektrofahrzeuge erfordern ein ausgeklügeltes Wärmemanagement, um die Leistungsfähigkeit und strukturelle Integrität zu gewährleisten. Als Röchling Automotive mit der Entwicklung neuer Kunststoffteile für ein Batteriekühlsystem – darunter ein Wärmetauscher und ein komplexer Kühlmittelkanal – begann, wurde zunächst eine Strukturanalyse der neu entwickelten Kunststoffteile durchgeführt.  

Der klassische dreistufige Finite-Elemente-Analyse-Workflow (FEA) – Geometrievereinfachung, Vernetzung, Lösung – erwies sich dabei für die komplexe Geometrie des schlangenförmigen Strömungskanals und des Zellenhaltersystems als zu zeitaufwändig und arbeitsintensiv. Die Komplexität der Teile, nichtlineare Materialien und hohe Spannungsgradienten machten die Netzgenerierung sehr aufwendig und erforderten eine bessere Methode, um schnell aussagekräftige Einblicke in das Design zu gewinnen.

Um den Strukturanalyseprozess effizienter zu gestalten und unter engen Zeitvorgaben mehr Designiterationen zu ermöglichen, suchte Röchling Automotive nach einer Lösung, die den manuellen Aufwand minimiert und gleichzeitig höchste Simulationsgenauigkeit gewährleistet.

Geschwindigkeit trifft Präzision

Altair SimSolid war die Antwort auf diese Herausforderung. Im Gegensatz zu herkömmlichen FEA-Tools überspringt SimSolid die mühsamen Schritte der Geometriebereinigung und Vernetzung, sodass Ingenieure direkt voll funktionsfähige CAD-Modelle analysieren können. In einer einzigen Anwenderumgebung konnte das Team von Röchling Struktur- und Wärmeanalysen schneller und einfacher durchführen.

Die Stärke von SimSolid liegt insbesondere in seiner Fähigkeit, komplexe Baugruppen, nichtlineare Materialien und feine Details, auch auf Systemebene, zu verarbeiten, ohne dabei an Geschwindigkeit oder Genauigkeit einzubüßen. Vom Eigenmodeverhalten über die Frequenzantwort bis hin zur Gewichtslast-Verstärkung lieferte die Strukturanalyse-Software tiefe Einblicke in das Produktverhalten – ohne die üblichen Kompromisse.

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Schnellere Erkenntnisse, sicherere Entscheidungen

Die Vorteile waren sofort spürbar, und Röchling Automotive konnte die Simulationszeit um 60 Prozent reduzieren, wodurch sich die Anzahl der Designvarianten, die innerhalb desselben Entwicklungszeitraums getestet werden konnten, verdreifachte. Diese Beschleunigung ermöglichte dem Unternehmen frühere Entscheidungen und sicherere Leistungsbewertungen sowie eine schnellere und bessere Angebotserstellung für ihre Kunden. Dank der Eliminierung der zeitaufwändigsten Aspekte der Simulation mit Altair SimSolid konnte Röchling Automotive die Entwicklungszeit drastisch verkürzen und gleichzeitig hochwertige Ergebnisse erzielen.  

Mehr Innovation mit Altair SimSolid  

Altair SimSolid hat nicht nur die Simulationsfähigkeiten von Röchling Automotive verbessert, sondern auch den Entwicklungsprozess nachhaltig verändert. Das Tool ermöglicht durch schnellere Erkenntnisse und erweiterte Möglichkeiten zur Vorabuntersuchung eine zügigere und qualitativ bessere Produktentwicklung und trägt damit zur Gestaltung einer nachhaltigeren und elektrifizierten Zukunft bei. 

Dr. Royston Jones ist CTO, Altair Product Design, und Sr. VP, Auto, bei Altair.