Mehr als nur Kabel: Wie Eplan hilft, 800 Verbindungen im Griff zu haben
Mehr als nur Kabel: Wie Eplan hilft, 800 Verbindungen im Griff zu haben1
Strom statt Show: So viel Technik steckt im Rennwagen2
Vom Tabellenblatt zur Kabelroute: Softwaregestützte Planung in 3D3
Digitale Übersicht statt Kabelsalat: Eplan bringt Struktur ins System3
Einstieg mit Rückenwind: Eplan sponsort Software und Schulung5
Vom Plan zur Praxis: So entsteht der Kabelbaum6
Man sieht sie nicht. Und obwohl sie das Rückgrat jedes Elektrofahrzeugs bildet, kommt sie kaum zur Sprache: die Verkabelung. Für den KIT25 hat KA-RaceIng einen komplexen Kabelbaum entwickelt – mit über 800 Verbindungen, die Sensoren, Steuergeräte und Sicherheitssystem miteinander verknüpfen. Dabei planen, prüfen und verlegen die Studierenden des Karlsruher Formula-Student-Teams jede einzelne Leitung für ihren Rennwagen selbst. Den Überblick behalten sie mit Eplan Harness proD – von der korrekten Kabellänge bis zur präzisen Verlegung im Monocoque.
Strom statt Show: So viel Technik steckt im Rennwagen
Wer bei der Formula Student an ein paar Kabel und ein bisschen Technik denkt, unterschätzt die Realität auf und unter dem Carbon. Der internationale Wettbewerb für Hochschulteams verlangt nicht nur ein fahrendes Rennauto, sondern auch ein durchdachtes Gesamtkonzept: mit kluger Konstruktion, wirtschaftlichem Ansatz und technischer Tiefe. Das umfasst auch die Elektronik: Im KIT25, dem aktuellen E-Rennwagen von KA-RaceIng, durchziehen hunderte Leitungen das Fahrzeug und versorgen sämtliche Komponenten – vom Tractive-System bis zur sicherheitskritischen Steuerplatine.
Alexander Jung gehört zu denjenigen, bei dem die Stränge zusammenlaufen: Der 22-Jährige studiert im sechsten Semester Maschinenbau am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Er ließ sich vom Rollout des Vorgängerfahrzeugs mitreißen und stieß im August des vergangenen Jahres zum Elektronikteam von KA-RaceIng dazu. „Ich finde, die Formula Student ist ein cooler Weg, um Studium und Hobby miteinander zu vereinen und dabei viel über ingenieurwissenschaftliche und -praktische Themen zu lernen“, sagt er. Sein Fokus: der Kabelbaum des KIT25 – von der Design- bis zur Fertigungsphase.
Vom Tabellenblatt zur Kabelroute: Softwaregestützte Planung in 3D
Die Planung beginnt mit der Platzierung: „In der Designphase haben wir zunächst das CAD-Modell unseres Monocoques in Creo gepflegt und alle Komponenten grob positioniert“, berichtet der Maschinenbaustudent. Auf diese Weise schätzte das Team ab, wie viel Bauraum der Rennwagen bietet. Denn Platz ist im Monocoque knapp bemessen: „Die Batterie unseres KIT25 ist groß und hat eine fest definierte Position. Genauso die Leistungselektronik. Dementsprechend mussten wir die Verkabelung möglichst geschickt verlegen.“
Für das grobe Wiring griff das Team zunächst auf Excel zurück und dokumentierte jede Verbindung: vom Stecker über den Pin bis hin zur Zielkomponente. So beschrieb die Excel-Tabelle etwa, dass Pin 15 des Steckers „STK_1“ das Signal vom Gaspedalsensor zur Main Control Unit überträgt. Dadurch schaffte KA-RaceIng eine eindimensionale Basis. Den entscheidenden Schritt machte das Elektronikteam um Alexander Jung mit Eplan Harness proD.
Digitale Übersicht statt Kabelsalat: Eplan bringt Struktur ins System
Eplan Harness proD ist eine Software zur 3D-gestützten Planung und Dokumentation von Kabelbäumen in Fahrzeugen und Maschinen. Sie ermöglicht es, Leitungsverläufe direkt im CAD-Modell zu erstellen, Kabellängen automatisch zu berechnen und fertigungstaugliche Unterlagen wie Stecklisten oder Nagelbretter zu erzeugen. Dafür importierte KA-RaceIng das vorbereitete Excel-Dokument sowie das CAD-Modell des Monocoque nach Eplan Harness proD. So konnte das Elektronikteam die Verkabelung erstmals dreidimensional planen und frühzeitig auf Kollisionen prüfen.
Besonders sensibel: die Durchführungen durch das Monocoque. „Um bestimmte Bauteile mit Strom versorgen zu können, mussten wir bohren. Aber das Mono-Subteam ist natürlich daran interessiert, dass möglichst wenige Löcher im Mono sind“, erklärt Alexander Jung. Denn jedes Loch schwächt die strukturelle Integrität des Monocoques. Und die muss KA-RaceIng bei der Formula Student nachweisen. „Deshalb mussten wir genau überlegen, wo und wie viele Löcher wir für die Verkabelung wirklich brauchen.“
Und auch abseits des Monocoque war Koordination gefragt: „Jeder arbeitet ja an seinen Sachen. Und da ist es wichtig, dass sich die Daten synchronisieren, um Kollisionen zwischen den verschiedenen Bauteilen zu vermeiden. Und die gab es immer wieder“, sagt Alexander Jung. Um diese Komplexität in den Griff zu bekommen, brauchte es nicht nur handwerkliches Geschick – sondern auch die richtige Software und das nötige Know-how.
Einstieg mit Rückenwind: Eplan sponsort Software und Schulung
Damit KA-RaceIng das Routing am Rechner meistern konnte, sponsorte Eplan sowohl die Software als auch eine umfassende Online-Schulung. Alexander Jung absolvierte diese zusammen mit seiner Teamkollegin Julia Moyrer. Eine Woche lang investierten die beiden sechs bis acht Stunden täglich in das Training mit Eplan Harness proD. „Das war unser Einstieg in Harness proD – ohne das wäre der Start deutlich schwerer gewesen“, sagt Alexander Jung. „Wir konnten Fragen stellen, die Grundlagen lernen und verstehen, wie die Software funktioniert.“
Für Alexander Jung war schnell klar: Die Software hat Potenzial. „Man merkt, dass Harness proD ein mächtiges Tool ist – mit dem man viele coole Sachen machen kann.“ Besonders schätzt er die Library-Funktion, mit der sich Steckverbindungen direkt ins CAD integrieren lassen. Statt alles von Grund auf zu modellieren, konnte das Team auf vorgefertigte Komponenten zurückgreifen – ein echter Zeitgewinn, gerade in einer intensiven Projektphase.
Vom Plan zur Praxis: So entsteht der Kabelbaum
Allein in die Planung der Verkabelung steckte Alexander Jung über 100 Stunden, für die Fertigung kamen weitere 100 bis 200 dazu. „Das geht schon sehr in die Tiefe“, sagt er. Auch andere Teammitglieder stemmen je nach Projektphase bis zu 80 Stunden pro Woche – zusätzlich zum Studium. Für alle Beteiligten ist klar: Wer bei der Formula Student mitmacht, geht in die Vollen. Zehn Stunden pro Woche gelten als Mindestaufwand jedes Teammitglieds. Viele leisten durchschnittlich 30 Stunden pro Woche, verbringen jede freie Minute in der Garage, schlagen sich die Nächte um die Ohren, um Bauteile fertigzustellen und den KIT25 auf die Strecke zu bringen.
Wer so viel Zeit investiert, will am Ende kein Provisorium, sondern Präzision. Auch bei der Fertigung des Kabelbaums war Maßarbeit gefragt: „Wir bekommen unsere Kabel als Meterware geliefert und haben sie mit Hilfe eines Nagelbretts auf die richtige Länge geschnitten“, erklärt Alexander Jung. Die Schablone stammte direkt aus Eplan Harness proD und bildete den Verlauf jedes Kabelstrangs realitätsgetreu ab – inklusive Biegeradien und Abzweigungen.
Funktionsprüfung bestanden: Wenn jede Verbindung sitzt
Um Fertigungsskills auf- und auszubauen, starteten die Studierenden zunächst mit kleineren Kabelsträngen: Auf dem Nagelbrett fixierten sie die zugeschnittenen Leitungen und flochten sie nach einem bestimmten Schema. „Dadurch haben wir das Risiko minimiert, dass einzelne Kabel bei Bewegung aufscheuern oder brechen“, erklärt Alexander Jung.
Insbesondere an Übergängen, Enden oder Abzweigungen brachte das Team Schrumpfschläuche an. Dann folgte das Einpinnen der Stecker, also das Einsetzen der Kontaktstifte an die vorab abisolierten Kabelenden. Bei komplexen Strängen kann ein einziger Stecker bis zu 50 Einzeladern aufnehmen. Damit am Ende jedes Kabel dort endet, wo es soll, beschriftete das Team jede Leitung mit Tapes. Ein System, das sich durch das gesamte Fahrzeug zog.
Was jetzt noch fehlt? Der Moment, in dem alles zusammenkommt. Die Leitungen sind verlegt, die Stecker eingepinnt, alle Komponenten verbaut. Der KIT25 ist bereit. Bereit für den ersten Systemstart, die erste Beschleunigung, die ersten Kurven. Die Monate in der Werkstatt, die zahlreichen Stunden am CAD, am Nagebrett, zwischen Kabelmengen: All das mündet nun in Bewegung.
Auf der Strecke zählt nicht mehr das Modell, sondern das Zusammenspiel zwischen Mensch und Maschine. Und der Kabelbaum? Der sorgt dafür, dass jeder Sensor, jedes Steuergerät, jeder Sicherheitsmechanismus funktioniert. Für Alexander Jung ist dieser Übergang ein besonderer Moment: „Es ist einfach ein tolles Gefühl, wenn du weißt: Das, was du gebaut hast, funktioniert. Und zwar nicht nur auf dem Prüfstand – sondern auf der Strecke.“
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