Robustness by design

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Immer kürzere Innovationszyklen, steigende Komplexität und zunehmend höhere Anforderungen an die Zuverlässigkeit – das sind die Rahmenbedingungen für die zukünftige Fahrzeugelektronik. Eine neue industrieübergreifende Lösung ermöglicht nun eine deutlich effizientere Aufrüstung der Steuergeräte.

Die Anzahl und Komplexität elektronischer Komponenten in Fahrzeugen nehmen weiter 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.

Das dreijährige Forschungprojekt „RESCAR 2.0“ („Robuster Entwurf von neuen Elektronikkomponenten für Anwendungen im Bereich Elektromobilität“) sollte nun die Zuverlässigkeit und Belastbarkeit elektronischer Komponenten in Elektromobilen beträchtlich erhöhen. Denn gerade sie benötigen belastbare, zuverlässige, extra langlebige Steuergeräte. Ihre elektronischen Komponenten und Chips werden nämlich auch beansprucht, wenn herkömmliche „Benziner“ ihre Ruhephasen haben. So ist beispielsweise das Batteriemanagement beim Aufladen möglicherweise die ganze Nacht beschäftigt. Das erhöht die durchschnittliche Lebensdauer auf mehr als 30.000 Betriebsstunden – fast vier Mal mehr als die heute üblichen etwa 8.000 Betriebsstunden in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor.

Teure Insellösungen

Bisher wurden die Steuergeräte in aufwändiger Einzelarbeit verbessert, um die höheren Anforderungen zu meistern. 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 deutlich 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 der darin benötigten Chips die Vorgaben des Automobilherstellers, seine Anforderungsprofile, ein.

Die Entwicklung von Steuergeräten, die den neuen, sehr hohen Anforderungen nach Belastbarkeit und Langlebigkeit Stand halten, ist dank RESCAR jetzt über die gesamte automobile Wertschöpfungskette eng verzahnt. Die einheitlichen, übergreifenden Methoden und Verfahren sind der Schlüssel für die Entwicklung dauerhaft zuverlässiger elektronischer Systeme im Automobilbau. Auch bei der Umstellung zentraler Fahrzeugsysteme wie Lenkung und Bremsen von rein mechanischen und hydraulischen auf mechatronische Systeme helfen die RESCAR-Ergebnisse, höchste Sicherheitsstandards einzuhalten.

RESCAR-Projektpartner

Die fünf RESCAR- Projektpartner gehören zu allen Stufen der automobilen Wertschöpfungskette: der Autohersteller AUDI AG, der Systemhersteller Robert Bosch GmbH, das FZI Forschungszentrum Informatik und die beiden Halbleiterhersteller Elmos Semiconductor AG und Infineon Technologies AG (auch Projektleitung). Beteiligt waren außerdem das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), die Fraunhofer-Gesellschaft mit dem Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) und mit dem Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM), die Leibniz Universität Hannover, die Technische Universität Dresden und die Universität Tübingen.

Im Rahmen der Bekanntmachung „Schlüsseltechnologien für die Elektromobilität (STROM)“ wurde RESCAR 2.0 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 6,5 Millionen Euro gefördert.

 

Besuchen Sie RESCAR-Projektpartner auf der electronica:

Infineon Technologies AG (Halle A5/506)

Elmos Semiconductor GmbH (Halle A8/228)

Robert Bosch GmbH (Halle A5/106)

 

Für mehr Informationen besuchen Sie die  „electronica automotive conference“

Datum: Montag 10.11.2014
Zeit: 14:00 – 14:30 Uhr
Ort: electronica 2014, ICM – Internationales Congress Center München
Mehr Infos zur Ticket und Preisen: http://electronica.de/de/home/konferenzen-foren/automotive-conference/tickets-preise

 

Rescar

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