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Forschungsprojekt „RESCAR 2.0“ Elektronische Systeme im Elektroauto werden robust

| Redakteur: Sariana Kunze

Die Forschungsergebnisse des Projekts „RESCAR 2.0“ unter der Leitung von Infineon Technologies sollen der Automobilbranche dabei helfen, immer kürzere Innovationszyklen mit der steigenden Komplexität im Fahrzeug zu vereinbaren und mit den höheren Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Fahrzeugelektronik und der in ihr verbauten Chips. Im Mittelpunkt der dreijährigen RESCAR-Forschungsarbeiten stand das Elektroauto, bei dem die Anforderungen an die Belastbarkeit der elektronischen Komponenten besonders hoch sind.

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Durch das Forschungsprojekt „RESCAR 2.0“ können sich Zuverlässigkeit und Belastbarkeit elektronischer Systeme im Elektroauto verbessern und Steuergeräte der Zukunft vier Mal langlebiger werden.
Durch das Forschungsprojekt „RESCAR 2.0“ können sich Zuverlässigkeit und Belastbarkeit elektronischer Systeme im Elektroauto verbessern und Steuergeräte der Zukunft vier Mal langlebiger werden.
(FZI)

Ob im Antriebsstrang, in zentralen Steuergeräten oder in der Karosserie- und Komfortelektronik: Anzahl und Komplexität elektronischer Komponenten nehmen zu. Gibt es heute in einem Mittelklassewagen etwa 70 Steuergeräte, werden es bis in fünf Jahren etwa 100 sein. Im Fahrzeug vielfach miteinander vernetzt müssen diese Mini-PCs zu jeder Zeit fehlerfrei und zuverlässig zusammenarbeiten – und damit ihre, je nach Fahrzeugklasse, rund 4.000 bis 8.000 Chips.

Gerade Elektroautos brauchen belastbare, zuverlässige, extra langlebige Steuergeräte, denn sie haben bisher ungekannt hohe Anforderungen zu erfüllen. Zusätzlich zum Fahrbetrieb werden ihre elektronischen Komponenten und Chips auch in den Ruhephasen beansprucht; beispielsweise im Batteriemanagement beim Schnellladen oder beim Aufladen über Nacht. Auf eine durchschnittliche Lebensdauer von mehr als 30.000 Betriebsstunden müssen hier die elektronischen Systeme ausgelegt sein. Das ist fast vier Mal mehr als die heute üblichen etwa 8.000 Betriebsstunden in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Bisher wurden die Steuergeräte in aufwändiger Einzelarbeit verbessert, um die höheren Anforderungen zu meistern.

Robustheitsanalysen überprüfen in der Entwicklungsphase

Aufgabe von RESCAR 2.0 war es, Methoden und Verfahren für Entwicklungsprozesse zu erforschen, die über die gesamte automobile Wertschöpfungskette einsetzbar sind und die der steigenden Fahrzeugkomplexität und den höheren Zuverlässigkeitsanforderungen Rechnung tragen. Vor RESCAR waren historisch gewachsene Insellösungen üblich, die man punktuell optimierte. Das Ergebnis der RESCAR-Forschung ist eine industrieübergreifende Lösung, die eine effizientere Aufrüstung der Steuergeräte ermöglicht.

Die fünf Forschungspartner haben Verfahren und Methoden erarbeitet, die über die gesamte automobile Wertschöpfungskette – vom Halbleiteranbieter über den Systemhersteller bis zum Automobilproduzenten – einheitlich sind und von allen schon in einer sehr frühen Phase ihrer Entwicklungsaktivitäten verwendet werden können. Konzipiert wurden unter anderem spezielle Robustheitsanalysen. Mit ihnen lässt sich bereits während der Entwicklungsphase die Eignung eines angedachten Steuergeräts oder Chips für den vorgesehenen Anwendungsbereich überprüfen, bestätigen und die Ergebnisse an den Automobilhersteller zurückmelden. Deshalb fließen beim Design eines Steuergeräts und beim Design der darin benötigten Chips die Vorgaben des Automobilherstellers, seine Anforderungsprofile, ein.

Ein Anforderungsprofil umfasst als fester Bestandteil des Steuergeräte-Lastenhefts alle Anforderungsdaten eines Fahrzeugs. Dazu gehören umgebungsbedingte Belastungen (wie Temperatur, Feuchtigkeit, Spannungsversorgung), spezifische Beanspruchungen und Bedingungen des Fahrzeugbetriebs, Eckdaten zu Transport, Lagerung, Verarbeitung und den Dauerbetrieb für die jeweilige Anwendung. Die RESCAR-Partner haben diese Daten bis zum erforderlichen Detailgrad für die Belange ihrer jeweiligen Wertschöpfungsstufe heruntergebrochen und so vereinheitlicht, dass die Daten durchgängig für alle nutzbar sind.

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