Stetig wachsende Funktionen im Fahrzeug und branchenprägende Trends wie beispielsweise das automatisierte Fahren führen zu steigenden Anforderungen an die Leistungsverteilung im Bordnetz zukünftiger Fahrzeuge. Zusätzlich verstärkt wird dieser Effekt durch einen Anstieg an Varianten und Komplexität im Antriebsstrang, wie Mildhybridisierung, Plug-In Hybride oder batterieelektrische Fahrzeuge. Die Herausforderung besteht nun darin, diese Anforderungen für bereits bestehende E/E Architekturen umzusetzen. Soweit möglich sollen die zentralen Energieversorgungskomponenten unverändert bleiben, die Variantenvielfalt der Fahrzeige abgedeckt werden aber die Zukunftsfähigkeit der Energieverteilung sichergestellt werden. Hierfür muss das komplette Energiemanagement an Bord als Gesamtsystem betrachtet werden. Aufbauend auf einer Analyse verschiedener Fahrzeugtypen hinsichtlich ihres Funktionsinhalts und den entsprechenden Anforderungen werden Ansätze zur Leistungsverteilung abgeleitet und technisch beschrieben. Diese werden bezüglich Funktionaler Sicherheit und Fehlerraten, der Bordnetzstabilität und der Funktionspartitionierung bewertet, aber auch die die Systemkomplexität der Leistungsverteilung auf Fahrzeugebene sowie die Komplexität der zentralen Energieverteilungskomponenten wird näher betrachtet. Im Ergebnis zeigt sich, dass intelligente, halbleiterbasierte Haupt- bzw. Vorsicherungen und Stromverteiler notwendig sind, um die abgeleiteten Anforderungen an eine zuverlässig stabile Energieversorgung für sicherheitsrelevante Verbraucher in einem Energiebordnetz gewährleisten zu können. Es besteht die Möglichkeit, weitere Funktionen, wie z.B. aktives Zu-/Abschalten, Überwachen, Diagnostizieren und Updatefähigkeiten neben der eigentlichen Sicherungsfunktion zu realisieren. Es wird ein Baukastensystem vorgestellt, das Flexibilität und Modularität hinsichtlich Softwarearchitektur, Kommunikationsschnittstellen, Spannungsebenen sowie Anzahl und Ausprägung der Ausgänge erlaubt. Diese Komponenten gewährleisten nicht nur eine effiziente Energieversorgung und ermöglichen dadurch hochautomatisiertes Fahren, sondern sie bieten auch Optimierungsmöglichkeiten in Hinsicht auf Bauraum, Gewicht und das Gesamtsystem. So können maßgeschneiderte Lösungen auf spezifische Anforderungen der OEMs angeboten werden. Mit ihren zahlreichen weiteren Vorteilen und Verbesserungen gegenüber herkömmlichen elektromechanischen Produkten zeigt das vorgestellte Konzept, wie intelligente elektronische Lösungen zum Energiemanagement schon heute für die Straße umgesetzt werden können.

In diesem Beitrag wird eine virtuelle Entwicklungsmethode vorgestellt, die die simulationsgestützte Energiebordnetz-Entwicklung auch im Hinblick auf funktionale Sicherheit ab dem Zeitpunkt der Systemspezifikation entwicklungsbegleitend bis hin zur Absicherung ermöglicht. Es wird auf die erforderlichen Datenprozesse sowie Detailstufe der Systemmodellierung eingegangen. Daneben wird zur Veranschaulichung ein beispielhaftes Ergebnis einer Fehlersimulation gezeigt. Über eine probabilistische Zustandsmodellierung werden die notwendigen Anfangsbedingungen für die Simulation ermittelt, die sowohl die kundenspezifischen Betriebszustände als auch das Alterungsverhalten der Energiebordnetzkomponenten berücksichtigen. Die dafür angewendete Vorgehensweise wird für einen beispielhaften Alterungsmechanismus (Sulfatierung) der 12-V-Bleibatterie dargestellt. Anschließend werden sowohl das Ergebnis der Fehlersimulation als auch die Wahrscheinlichkeiten der Anfangsbedingungen verwendet, um die Wahrscheinlichkeit für einen Energiebordnetz-Ausfall aufgrund eines Verbraucherkurzschlusses quantifizieren zu können.

Nutzen Sie in der Vortragspause die vielfältigen Möglichkeiten sich mit anderen Teilnehmern, Referenten oder den Ausstellern zu vernetzen

First key market force driving miniaturization is our digital world. As we become a more digitized society, more of the gadgets we covet will need to be capable of being used in vehicles and communicate seamlessly within vehicle networks. This is driving more dense packaging in vehicle electronics across a broad variety of ever-increasing applications. There are many companies engaged in the race to develop driverless vehicles. This will drive the need for more sensors for safety applications. Our customers envision a vehicle with 360 Degree sight, capable of seeing, anticipating and operating in any surrounding regardless of the harshness of the environment. We see application count increase and more sophisticated demands placed on vehicular networks. Need for better gas mileage and hence lower overall vehicle weight is a key driver,too. As safety, powertrain, and body electronics become more digitized, we see the potential for more and more applications all over the vehicle. These applications are examples of why we are no longer just simply designing cars with electronics, but instead designing sophisticated computing centers with wheels. Cars are now mobile computers with sophisticated on-board vehicle networks with increasingly intelligent electronics to support them. As this digitization trend continues, connectors of all types will continue to increase at an exponential rate. Miniaturized systems are now required to meet these unique packaging challenges as they offer reduced package size, easier routing, and less weight due to their size and smaller wire gauge. The miniaturization trend created the need for the Molex .5mm connector system. Since its development more than 10 years ago, Molex has and continues to lead in the development and standardization of .5mm interconnect systems. Variants and preferences of these systems are standardized by regional OEM’s in Germany and USA. There’s no question that miniaturization is a trend that is here and will continue. The demand for more bandwidth in vehicles, enhanced safety, and sophisticated anti-hacking systems for autonomous platforms will drive exponential growth in the number of connectors used on vehicles, and hence the need to fit more in smaller and smaller places. For the past 10 years, Molex has been a pioneer in the smallest of systems to meet the harsh environmental needs of the automotive world. Molex has decades of expertise in contact physics and a broad array of engineering fellows in the areas of material science. This is allowing us to push the technology envelope and bridge the gap between the theoretical and what’s possible. Our continued investments in signal integrity and channel modeling allow us to bring predictive analytics to improve our designs and reduce time to market.