Elektronik | Vernetzte Autos im Fokus
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Von fortschrittlichen Assistenzsystemen bis hin zu vernetzten Fahrzeugsystemen: Die Automobilelektronik und Vernetzung im Auto stehen heute im Zentrum moderner Fahrzeugtechnologie. Die Integration digitaler Technologien treibt Komfort, Sicherheit und Effizienz voran. Aktuelle Trends umfassen die zunehmende Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, Over-the-Air-Updates und intelligente Steuerungssysteme, die das Fahrerlebnis nachhaltig verändern.
Inhalt
- Kfz-Relais für Ladeinfrastruktur der Elektrofahrzeuge
- Single Pair Ethernet Steckverbinder für Automobile
- Neuartiger Silikon Aktuator für ergonomische Bedienelemente
- Hochstromkontakte für den Antriebsstrang im Elektrofahrzeug
- Autosar jetzt voll ausschöpfen mit E/E Entwicklungsumgebung
- Optisches Multi-Gigabit Ethernet Netzwerk mit 25 Gbit/s
- Künstliches Fahrgeräusch für Elektrofahrzeuge
- Zuverlässige und sichere Batterie, Antrieb und Bordsysteme
- Fahrzeug-Verbrauch im realen Fahrbetrieb messen mit CAN-Bus-Technik
- Abstandsmessung mit Delta-Funktion für GPS-gestütztes Kreiselsystem
Kfz-Relais für Ladeinfrastruktur der Elektrofahrzeuge
19.04.2023 | Schukat hat sein Angebot von Relais auf Elektrofahrzeuge und deren Ladeinfrastruktur fokussiert. Die einpoligen Relais der Serien AZEV116, AZEV132 und AZEV140 von Zettler sind speziell für den Einsatz in Ladekabeln gemäß der IEC 62752 für das Laden von Elektrofahrzeugen der Ladebetriebsart 2 konzipiert.
Single Pair Ethernet Steckverbinder für Automobile
09.11.2022 | Die Vernetzung des Automobils ist eines der wichtigsten Bestandteile von Fahrerassistenzsystemen und autonomen Fahrsystemen. Das Automotive Ethernet ermöglicht es, solche hohen Datenraten bei hohen Frequenzen innerhalb des Autos zu übertragen. Yamaichi Electronics bietet mit der Y-HDE Serie (HF116) hierzu die perfekten Single Pair Ethernet Steckverbinder.
Neuartiger Silikon Aktuator für ergonomische Bedienelemente
01.02.2021 | Die Bedienung von Fahrzeugen und die Steuerung von automatisierten Prozessen wird immer komplexer und vielfältiger. Produkte hierfür müssen mehrere Funktionen gleichzeitig wahrnehmen, sich optimal an den Bauraum anpassen und Downsizing ermöglichen. Mit der neuartigen Silikon Aktuator Technologie wird die Sateco Gruppe genau diesen Anforderungen gerecht.
Hochstromkontakte für den Antriebsstrang im Elektrofahrzeug
06.07.2020 | Iwis smart connect präsentiert Hochstromkontakte für die Elektrifizierung von Fahrzeugen. Die Verbindungselemente mit dem Namen Power Connection Adapter übertragen Ströme von mehr als 400 A. Die steckbaren sowie vibrations- und temperaturfesten Langzeitverbindungen sorgen für einen mechanischen Toleranzausgleich. Solch ein Hochstromkontakt lässt sich einfach warten und montieren.
Mit der zunehmenden Elektrifizierung von Fahrzeugen steigen auch die Anforderungen an Verbindungs- und Kontaktierungselemente, insbesondere im Antriebsstrang. Häufig werden die elektrischen Komponenten des Antriebs wie Elektromotor, Batteriespeicher und Leistungselektronik aus unterschiedlichen Produktionslinien verschiedener Hersteller zusammengeführt. Dies erschwert eine einfache Systemintegration und -montage.
Anforderungen an die Hochstromkontakte
Oft kommen Schraubkontakte als Verbindungssysteme zum Einsatz, die aufwändig hinsichtlich Handhabung und Verbindungssicherheit sind. Unter der Überwachung von Drehzahl und Drehmoment müssen die Hochstromkontakte verschraubt werden. Und im Betrieb darf sich die Verbindung bei Belastung durch Temperatur- und Vibration nicht lösen. Weitere Anforderungen an die Verbindungssysteme stellen eine mögliche Blindmontage, Wartung oder Instandhaltung.
Steckbare Verbindungselemente schaffen hier Abhilfe. Sie gestatten einen mechanischen Toleranzausgleich, sind unempfindlich gegenüber Umgebungseinflüssen und erfüllen die funktionalen Anforderungen einer Hochstromverbindung.
Erprobte Kontaktierung als Basis
Basis für die Power Connection Adapter bilden die bereits erprobten Flachkontakte und Rundkontakte. Für Fahrzeuganwendungen gibt es sie beispielsweise als Leitungsverbinder, die Motorraum tauglich Ströme bis zu 250 A übertragen. Neben dem Automotive Einsatz hat Iwis smart connect ein mehrteiliges Kontaktsystem für die Verbindung mehrerer Batteriezellen für Home und Powerstorage entwickelt.
„Auf Basis der gesammelten Erfahrungen bei der Entwicklung von THT- und MCS-Kontakten zur Serienreife wurde in Zusammenarbeit mit Anwendern, Forschungsinstituten und Herstellern ein Förderprojekt gestartet“, sagt Holger Bodenstein, Leiter Entwicklung bei Iwis. „Ziel war es, den gestiegenen Anforderungen aus der Automobilindustrie, insbesondere hinsichtich höherer Ströme gerecht zu werden.“
Steckbare, vibrationsarme, temperaturfeste Langzeit Steckverbinder
Das Ziel, 400 A und höhere Ströme zu übertragen, hat Iwis mit steckbaren und trotzdem vibrationsarmen und temperaturfesten Langzeit Steckverbindern verschiedenster Ausführungen erreicht. Der Lamellenkontakt zur Verbindung zweier Stromschienen wurde im Versuch mit 300 A belastet und einer genormten Kfz-Vibrationsbelastung ausgesetzt.
Ähnlich sind die Entwickler mit weiteren Kontakten verfahren wie bei einem zweiteiligen Hochstromkontakt zur Verbindung eines Bolzens mit einer Leiterplatte. Der Grundkörper wird über zehn Standard-Einpresszonen mit der Leiterplatte verbunden.
Prüfstand für Lithium lohnen Batteriespeicher im Stresstest
Die Kontaktierung zur Umgebung erfolgt über einen eingesteckten Bolzen mit einem Durchmesser von 7 mm. Die Federkontaktplatte gestattet einen Toleranzausgleich von ± 0,45 mm in alle Richtungen parallel zur Leiterplatte. Mit diesem Kontakt können Ströme von 300 A bei einer Temperaturerhöhung von 40 K dauerhaft übertragen werden.
Weitere Hochstromkontakte in Aussicht
„Diese Kontakte stehen stellvertretend für unsere neue Produktfamilie der Hochstromkontaktierungen. Weitere Ausführungen und Varianten sind entwickelt und stehen für erste Kundenanwendungen zur Verfügung“, sagt Holger Bodenstein. „Da die Anforderungen weiter steigen, planen wir die Erweiterung des Portfolios um Kontakte mit einer Stromtragfähigkeit von größer als 800 Ampere und direkter Hochstromkontaktierung zu den Elektroniken im Antriebsstrang wie Wandlern oder
Iwis smart connect in Rieden am Forggensee hat sich als Teil der Iwis Gruppe auf die elektrische Verbindungstechnik für Automotive- und Non-Automotive-Anwendungen spezialisiert. Neben Batteriekontakten für Elektrofahrzeuge entwickelt das Unternehmen smart connect Produkte für die Sensortechnik autonomer Fahrzeuge und Steckverbinder für die Photovoltaik. Das Unternehmen ist Teil der Iwis-Gruppe mit Sitz in München.
Autosar jetzt voll ausschöpfen mit E/E Entwicklungsumgebung
01.07.2020 | Moderne Systeme der Elektrik und Elektronik kombinieren die Rechenleistung für komplexe Anwendungen mit der Flexibilität, dass sie sich über Updates und Upgrades weiterentwickeln. Autosar Adaptive und High Performance Computer (HPC) sind der Schlüssel für die Anwendung im Fahrzeug. Die Entwicklungsumgebung Preevision 9.5 von Vector erleichtert die Integration in klassische Architekturen und vereinfacht das Entwerfen solcher Systeme.
Zum Verarbeiten großer Datenmengen von Radarsensoren oder Kameras und Nutzen von Internet im Fahrzeug werden klassische Architekturen um leistungsstarke Rechner ergänzt. Diese steuern ganze Fahrzeugdomänen, sind per Ethernet vernetzt oder dienen als zentrale Rechner an Bord.
Entwicklungsumgebung zum Modellieren und Integrieren von HPCs
Die modellbasierte Entwicklungsumgebung für Elektrik und Elektronik Preevision 9.5 unterstützt das Modellieren und Integrieren solcher HPC. Deren Mikroprozessoren können mit mehreren Kernen, internen Bussen, Switches oder Microcontrollern aggregieren, während konventionelle Steuergeräte (ECU) nur auf Mikrokontrollern basieren.
Auch lassen sich Hypervisoren einsetzen, um Hardwareressourcen wie Basissoftware oder Applikationssoftware Speicher gemeinsam zu nutzen. Autosar Classic, Autosar Adaptive, Android und weitere Softwareplattformen lassen sich mit HPCs sogar auf einer Hardware kombinieren.
Anwender modellieren mit Preevision HPCs komfortabel grafisch in Diagrammen – interne Busse, Switches und virtualisierte Ausführungsumgebungen inbegriffen. Modellierte HPCs sind einfach in bestehende Netzwerke integrierbar. Die Architektur dient als Basis für das Kommunikationsdesign. Der Preevision Signalrouter routet den kompletten Datenaustausch in Netzwerk und HPC.
Autosar als Plattform für autonomes Fahren
Die High Performance Computer sind das Fundament, um sicherheitsrelevante Systeme für Anwendungen wie das automatisierte oder autonomes Fahren zu entwickeln. Autosar Adaptive ist hierfür die Plattform. Sie ermöglicht die leistungsstarke und flexible E/E-Architektur im Automobil.
Preevision 9.5 unterstützt die Version 19-03. Sie bietet Diagramme und eine dedizierte Benutzerschnittstelle zum Modellieren serviceorientierter Systeme. Die Systeme sind künftig per Update und Upgrades erweiterbar. Im Preevision Autosar Adaptive Explorer sind Werkzeuge wie Tabellen oder Datensynthesen hinterlegt. Mit ihnen lässt sich ein Adaptive-System einfach erstellen.
C++-Datentypen werden auch unterstützt. Die Entwicklungsumgebung gestattet eine kombinierte Modellierung, weil Adaptive-Systeme meist vorhandene Systeme von Autosar Classic ergänzen. Der Nutzer kann Systeme auf Basis von Autosar Classic und Autosar Adaptive einfach zusammenführen. Per Drag-and-Drop können schließlich Softwarekomponenten beider Plattformen über einen Adapter verbunden werden.
Optisches Multi-Gigabit Ethernet Netzwerk mit 25 Gbit/s
14.01.2020 | Der Anbieter von Gigabit-Transceivern über POF (Plastic Optical Fiber) KDPOF zeigt auf dem Automotive Ethernet Congress vom 12. bis 13. Februar 2020 in München die weltweit erste Demo von dem optischen Ethernet Netzwerk in Automobil-Qualität mit 25 Gigabit pro Sekunde. Der neue Standard wird den aktuellen IEEE Standard 10GBASE-SR erweitern, um einen Kommunikationskanal in optischer Faser mit 10 Gbit/s zu etablieren. CEO Carlos Pardo wird in einem Vortrag Details dazu vorstellen.
"Technologiesprünge wie Elektrofahrzeuge, automatisiertes Fahren und V2X-Verbindungen setzen sich rasant durch“, erklärt Carlos Pardo, CEO und Mitgründer von KDPOF. „Das hat zur Folge, dass mit den Anwendungen, der Auslastung und den Sicherheitsanforderungen die notwendige Netzwerk-Geschwindigkeit im Automobil enorm ansteigt. Entsprechend stehen die Fahrzeug-Netzwerke an der Schwelle von Geschwindigkeiten von einem zu mehreren Gigabit pro Sekunde.“
Optischer Multi-Gigabit-Standard IEEE 802.3 für Fahrzeuge
Mit Zustimmung der IEEE 802.3 Arbeitsgruppe hat ein Team aus mehr als 15 wichtigen Automobil-Herstellern und Zulieferern mit der Standardisierung eines optischen IEEE 802.3 Automotive Multi-Gigabit-Standards mit beträchtlicher Unterstützung der Industrie begonnen. Die Arbeitsgruppe unter der Leitung von Carlos Pardo (KDPOF) hat im vergangenen Sommer den Startschuss gegeben. Die ersten Prototypen sind bis Ende 2021 geplant. Die Arbeitsgruppe wird das Erstellen eines IEEE Ethernet Standards für die Automobilindustrie mit Geschwindigkeiten von 2,5 Gbit/s bis 25 oder 50 Gbit/s evaluieren.
Kettcar für Erwachsene schafft bis zu 200 km Reichweite
Die Hauptvorteile einer optischen Lösung für spezifische Anwendungen mit Multi-Gigabit-Geschwindigkeiten bei Fahrzeug interner Konnektivität sind u. a. die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) dank der inhärenten galvanischen Trennung, das geringe Gewicht und die niedrigen Kosten. Entsprechende Anwendungsfälle europäischer und US-amerikanischer Automobilisten nutzen die umfassenden Eigenschaften und Vorteile der optischen Netzwerk-Technologie. Zu den Einsatzbereichen gehören die Vernetzbarkeit von Telematik-Steuerungsmodulen, redundante und sichere Backbones für autonome Fahzeug-Architekturen und fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS).
Zukünftige Datenraten von 50 und 100 Gbps
Weltweit führenden Hersteller von Optoelektronik, Kabelbäumen und Steckverbindern sind vorbereitet. Sie bieten bereits einen gut versorgten und wettbewerbsfähigen Markt mit allen neuen Komponenten, die Multi-Gigabit Netzwerke im Auto benötigen: Physical Layer (PHY), Fiber Optic Transceiver (FOT), Faser, Steckverbinder und Lichtquellen. Die Technologie wird skalierbar sein, um in Zukunft noch höhere Datenraten wie 50 und 100 Gbps zu ermöglichen.
Sind alle Bereiche des neuen Standards optimiert und kombiniert man diese, lässt sich ein gutes Gleichgewicht an Komplexität und Kosten zwischen allen Teilen wie CMOS-IC, VCSEL, PD, Aderendhülsen, Hülsen, Kabel, Inline-Verbindungstechnik, Optik und Linsen, usw. erreichen. Der Automobilmarkt erhält damit die kostengünstigste, zuverlässigste und höchst skalierbare Lösung.
Künstliches Fahrgeräusch für Elektrofahrzeuge
16.10.2019 | Hella gibt Fahrzeugen mit geräuschlosen Motoren einen Sound, der einem herkömmlichen Verbrennungsmotor ähnelt. Mit dem neuen akustischen Warnsystem Avas (Acoustic Vehicle Alerting System) können Verkehrsteilnehmer herannahende Fahrzeuge besser hören und somit gewarnt werden.
Zum Schutz von Verkehrsteilnehmern wie Fußgängern, Radfahrern oder Sehbehinderten müssen seit dem 1. Juli 2019 neue Typen von Elektro-, Hybrid- und Brennstoffzellenfahrzeugen in der Europäischen Union serienmäßig mit einem akustischen Signal ausgestattet sein, welches die ansonsten fast lautlose Fahrt deutlich hörbar ankündigt. Ähnliche Regelungen gelten in den USA und China.
Bei Geschwindigkeiten unter 20 km/h simuliert das Warnsystem ein Geräusch, dessen Intensität sich mit zunehmender Geschwindigkeit erhöht. Auch beim Rückwärtsfahren erzeugt der Avas automatisch ein akustisches Signal. Bei Fahrttempo über 20 km/h verstummt der simulierte Motorensound, da dann das Rollen der Reifen auf der Straße ausreichend laute Geräusche verursacht.
Im kompakten Sensor ist ein Standard-Sound hinterlegt, der übernommen werden kann. Auf Anfrage können kundenspezifische Fahrgeräusche entwickelt werden.
Zuverlässige und sichere Batterie, Antrieb und Bordsysteme
28.05.2019 | Elektrofahrzeuge mit ihren Hochvoltsystemen und ihrer Leistungselektronik stellen Automobilhersteller und deren Zulieferer vor besondere Herausforderungen in den Bereichen Abdichtung, Abschirmung elektrischer Störsignale und Thermo-Management. Die Engineered Materials Group der Parker Hannifin Corporation bietet hierfür ein umfangreiches Portfolio.
Die Komponenten der alternativen Antriebe wie E-Achse, Batterien, Leistungselektronik und deren Steuergeräte erfordern eine Vielzahl von Abdicht- und Abschirmfunktionen. Ziel ist die effiziente und zuverlässige Funktion aller elektrischen Bordsysteme von der Ladestromkupplung über die Batterie bis hin zum elektrischen Antrieb.
Dafür gibt es etablierte Dichtungslösungen wie O-Ringe, Press-in-Place-Dichtungen, Rotationsdichtungen, Integral-Dichtungen (Verbunddichtplatten). Es stehen Produkte zur elektrischen Abschirmung und Ableitung von Wärme zur Verfügung wie EMI-Bauteile, Thermo-Gels und -Pads. Besondere Vorteile lassen sich durch die Kombination der o. g. Funktionen in einem Bauteil erzielen.
Abdichtung elektrischer Bordsysteme
Antriebssysteme für Hybrid- oder Elektofahrzeuge bestehen aus einer Vielzahl komplexer Komponenten mit spezifischen Aufgaben und Anforderungen. Steuergeräte, Leistungselektronik oder die elektrifizierte Antriebsachse und deren einzelne Baugruppen müssen zuverlässig gegen Umwelteinflüsse und elektromagnetische Störgrößen geschützt werden. Hierfür bietet der Hersteller eine umfangreiche Produktpalette zur Abschirmung und Abdichtung von Gehäuselementen. Mit Press-in-Place Rahmen-Dichtungen, O-Ring Abdichtungen, Gehäuseteilen mit integriertem Dichtungssystem bis hin zu applizierbaren wärmeleitfähigen Dichtungspasten stehen eine Vielzahl möglicher Dichtungslösungen zur Auswahl.
Flüssigdichtung direkt auf Automobil Bauteile dosieren
Für die Abdichtung großer Gehäuse wie des Batteriesystems gibt es Dichtungslösungen in XXL-Abmessungen. Große umlaufende Dichtungen, ob im Extrusionverfahren oder in höherer Qualität stoßstellenfrei hergestellt, sind eine gute Lösung für Groß-Gehäuse. Im Gegensatz zu geklebten Gehäusen ermöglichen sie im Reparaturfall eine einfache Revision.
Für die elektromagnetische Abschirmung, die eine ungewollte Beeinflussung der Komponenten von außen oder auch von benachbarten elektrischen Systemen verhindern soll, stehen spezielle Dichtungslösungen aus EMI-Materialien zur Verfügung.
Thermomanagement für Bordsysteme
Die kompakten Bauräume der elektrischen Bordsysteme wie Batterie, Leistungselektronik und E-Motor verbunden mit deren hoher Leistungsdichte erfordern effiziente und intelligente Thermomanagementlösungen. Luftgekühlte oder flüssigkeitsgekühlte Systeme erfordern Dichtungslösungen mit hoher Temperaturbeständigkeit und langer Lebensdauer. Eine ineffiziente Kühlung würde das Gesamtsystem empfindlich stören und kann zu massiven Leistungseinbußen bis hin zur totalen Zerstörung der elektronischen Komponenten der Hybrid- oder Elektrofahrzeuge führen.
Grüner Wasserstoff auf dem Vormarsch in Deutschland
Parker kann hier auf langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Dichtungswerkstoffen für Kühlsysteme mit besonders anspruchsvollen Anforderungen bzgl. Lebensdauer und chemischer Beständigkeit zurückgreifen. Neben statischen und dynamischen Dichtungslösungen wie Flansch-, Wellen- oder Formdichtungen, gibt es auch spezielle Thermo-Gels oder -Pads zur Ableitung der Wärme von elektrischen Komponenten oder Gehäusen.
Fahrzeug-Verbräuch im realen Fahrbetrieb messen mit CAN-Bus-Technik
23.11.2018 | Mit dem neuen Mess-System „DQ-Road“ von Firma Dqdt kann der Kraftstoffverbrauch im Serienfahrzeug unter realen Bedingungen auf der Straße ermittelt werden - unabhängig vom Fahrzeugtyp. Für die sichere Datenverarbeitung sorgt die CAN-Bus-Technologie von Microcontrol.
Abstandsmessung mit Delta-Funktion für GPS-gestütztes Kreiselsystem
18.05.2016 | Das GPS-gestützte Kreiselsystem „Adma“ von Genesys wurde speziell für Fahrdynamik- und Fahrerassistenzmessungen im Automobilbereich entwickelt und gebaut. Mit dem Automotive Dynamic Motion Analyzer (Adma) lassen sich alle Bewegungszustände wie Beschleunigung, Geschwindigkeit, Position, Drehgeschwindigkeit, Lage- und Schwimmwinkel des Fahrzeugs mit hoher Präzision unter Bewegung erfassen.
Mit der Gerätegeneration Adma 3.0 stehen neue Funktionen bereit wie die Ausgaberate von 1000 Hz bei uneingeschränktem Datensatz und einer Datenlatenz von weniger als 1 ms. In der Praxis zeigen sich solch hohe Datenraten in Echtzeit als besonders wertvoll gerade im Bereich der Fahrerassistenz-Entwicklung. Bewegt sich beispielsweise ein Fahrzeug mit 100 km/h, lässt sich die Position auf unter 3 cm auflösen.
Neben CAN-Bus-Schnittstellen enthält das Gerät jetzt auch Ethernet-Schnittstellen für Datenausgabe / Update und Fahrroboter. Eine Schnittstelle zur Anbindung eines sogenannten Indoor-GPS-Systems ist bereits vorbereitet. Damit lassen sich Fahrversuche zentimetergenau unter reproduzierbaren Umweltbedingungen in der Halle durchführen.
Abstandssensor mit schneller Time-of-flight Messmethode
Die Delta-Funktion ermöglicht eine zentimetergenaue Messung des Abstandes, der Relativgeschwindigkeit oder des Relativwinkels zwischen mehreren Fahrzeugen und das in Echtzeit mittels WLAN-Verbindung zweier Admas. Dadurch wird der Aufbau für alle Arten von Tests von Abstandssensoren wie Radar oder Lidar und Fahrerassistenzsystemen wie ACC, FCW und AEB einfacher und zuverlässiger. Die allgemeinen Einstellungen können mit der neuen Generation schnell und einfach mit einem Webbrowser konfiguriert werden. Das neue Webinterface steckt voller neuer Funktionen und wird daher künftig die bisher eingesetzte System Software ersetzen.
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Genesys, Hella, Iwis, KDPOF, Microcontrol, Parker Hannifin, Sateco, Schukat, Vector, Yamaichi.
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