Die Anzahl elektrischer Komponenten und Systeme im Kraftfahrzeug steigt durch die zunehmende Elektrifizierung von mechanischen Systemen stetig an. Besonders unter der Herausforderung der wachsenden Komplexität der E/E-Architekturen im Fahrzeug muss die Versorgung jeder einzelnen Komponente mit der jeweils benötigten elektrischen Energie sichergestellt werden, um die Funktion sowohl der einzelnen Komponente als auch des Gesamtsystems gewährleisten zu können. Neben der Anzahl der elektrischen Komponenten ist aber auch die Dynamik der Strombedarfe im elektrischen Energiebordnetz stark angestiegen. Durch Motor-Start-Stopp-Funktionalität oder Eingriffe von Fahrwerksregelsystemen kommt es zu hohen, kurzzeitigen Stromspitzen, die wiederum Spannungsschwankungen hervorrufen. Hierbei darf allerdings eine geforderte Mindestspannung im Energiebordnetz nicht unterschritten werden. Zum einen können Spannungsschwankungen zu eingeschränktem Komfort, wie zum Beispiel zum Flackern der Innenbeleuchtung, führen. Zum anderen können kurzzeitige Unterspannungen kurzzeitige Funktionseinschränkungen von Komponenten oder auch einen Reset von Steuergeräten verursachen. Um dies zu vermeiden, muss das elektrische Energiebordnetz so ausgelegt werden, dass eine möglichst stabile Spannungsversorgung gewährleistet ist. Im Rahmen des Beitrages wird dargestellt, wie Spannungsschwankungen im Energiebordnetz mittels Simulation dargestellt werden können. Es wird auf die Modellierung einzelner Komponenten eingegangen und aufgezeigt, wie eine automatisierte Erstellung von komplexen Bordnetzmodellen anhand von Kabelbaumkonstruktionsdaten realisiert werden kann. Grundlage für diesen automatisierten Modellierungsansatz stellt die vom Verband der Automobilindustrie (VDA) standardisierte Kabelbaumbeschreibungsliste (KBL) dar. Darüber hinaus werden Simulationsergebnisse vorgestellt und mit Messungen an realen Fahrzeugen verglichen.
The number of electrical components in cars has steadily increased in recent years. Furthermore, systems with high peak loads like engine-start-stop systems and x-by-wire systems will be employed in the near future. These peak loads lead to voltage fluctuations within the electrical power net and can cause degradation and failure of electrical components. This paper describes how models for voltage stability simulation of the electrical power net can be derived. In addition an approach for the automated modelling of complex topologies of the power net on basis of cable harness construction data is presented. Finally a comparison between simulations and experimental results is used to validate the derived models.
Simulation der Spannungsstabilität im 12 V-Energiebordnetz bei komplexen E/E-Architekturen
Voltage stability simulation of the 12 V on-board power supply with complex E/E-architectures
2009
12 Seiten, 8 Bilder, 11 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Simulation der Spannungsstabilitaet im 12V Energiebordnetz bei komplexen E/E Architekturen
Kraftfahrwesen | 2009
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