Caso de éxito

Crear una Solución Compuesta Inserto-Esparrago en Baterías para Camiones Eléctricos

Bossard trabajó con un OEM y su equipo de proveedores Tier para cumplir con estrictas tolerancias de aislamiento eléctrico y empaquetado, reduciendo al mismo tiempo los costes de herramientas, moldeado y ensamblaje.

Camión eléctrico híbrido cargando en estación. Renderizado 3D.

El desafío: crear una solución de perno de inserción compuesto para baterías de camiones eléctricos

Los fabricantes OEM de vehículos eléctricos enfrentan desafíos debido a procesos de producción fragmentados, donde el diseño y el ensamblaje son su responsabilidad, pero la fabricación es manejada por un proveedor "tier". Esto suele dar lugar a costosos procesos de prueba y error, con productos de baja calidad y elevados costes de mantenimiento para los usuarios finales.

Este fue el caso de un reconocido fabricante de camiones. Colaborando con el equipo de diseño del OEM y el proveedor tier, desarrollamos una solución de perno de inserción para una aplicación de batería de vehículo eléctrico que cumple con los requisitos de todas las partes interesadas y garantiza un ajuste de diseño preciso, el rendimiento eléctrico adecuado y la capacidad de carga necesaria en el ensamblaje.

Ejemplo de batería para camión eléctrico

Superando el desafío de los espacios reducidos

En el diseño de baterías y sistemas eléctricos para vehículos, la necesidad de minimizar el peso y aprovechar al máximo el espacio conduce al uso de materiales delgados y geometrías muy ajustadas. En este entorno deben encajar múltiples componentes, cableados, conectores y barras colectoras, llevando las reglas del diseño de moldeo de polímeros al límite. Sin embargo, mantener las distancias y separaciones entre componentes es crucial para garantizar la fiabilidad en condiciones de operación exigentes (por ejemplo, evitando cortocircuitos). Moldear estas configuraciones complejas a menudo requiere herramientas complejas, haciendo que las soluciones de fijación convencionales sean poco prácticas.

En este contexto, diseñamos un perno de inserción para fijar componentes eléctricos sobre un soporte de polímero, garantizando su integración dentro de las múltiples restricciones de empaquetado y aislamiento eléctrico, cumpliendo a la vez con los requisitos del diseño de moldeo del polímero y facilitando así una solución de moldeo viable.

Retención estándar de espárragos vs. retención de espárragos con pasador

Pernos de inserción estándar adaptados para la fabricación

En los moldes tradicionales, los mecanismos de rosca externa aseguran los pernos insertos. Sin embargo, en este caso, las limitaciones de espacio descartaban dichos métodos, con el riesgo de que los insertos quedaran sin fijar durante el moldeo. Para recolverlo, trabajamos con ingenieros de utillaje para integrar una geometría de retención mediante pasador central en el diseño del perno de inserción, una solución que es compatible con las prácticas estándar de fabricación.

Imágenes: retención de perno estándar y retención con pasador de perno

Cumpliendo con las expectativas de capacidad de carga en el ensamblaje

Garantizar la capacidad de carga en el ensamblaje es fundamental para mantener los pares de apriete especificados, como en el caso de fijaciones PC8.8 o PC10.9. Ampliar el tamaño de la fijación no era una opción viable debido a diversas limitaciones. Aumentar el espesor suponía el riesgo de incumplir los requisitos de protección contra el arqueo eléctrico (A), mientras que incrementar el diámetro podía comprometer componentes adyacentes (B).

Para abordar este reto, desarrollamos y patentamos diseños de moleteado que optimizan el acoplamiento con el polímero. Las técnicas de elementos finitos validaron el rendimiento mecánico, mientras que el intercambio de datos CAD aceleró las comprobaciones de compatibilidad. Además, la comunicación continua con los ingenieros de utillaje garantizó la viabilidad de la geometría de los pasadores.

Beneficios para el cliente

Mayor rapidez de lanzamiento al mercado: ahorramos tiempo y recursos al guiar el proceso de diseño, evitando el ensayo y error.
Fabricación optimizada: Nuestra solución técnica ayudó a evitar costes relacionados con daños en herramientas, piezas moldeadas desechadas y retiradas de productos.
Un único punto de contacto: Nuestra experiencia en diseño ayudó a definir los requisitos relevantes y a garantizar que los diseños los cumplieran.

Fijación de materiales compuestos

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