Durch die zunehmende Anzahl von Funktionen und Fahrerassistenzsystemen wird die Architektur moderner Fahrzeuge immer komplexer. Dies führt insbesondere zu einem steigenden Aufwand bei der Integration neuer Assistenzsysteme. Um diesem Trend entgegenzuwirken, wird im EU-Projekt SPARC (Secure Propulsion using Advanced Redundant Control) ein innovatives Fahrzeug mit zentralisierter Datenverarbeitung entwickelt. Die effektive Umsetzung des Konzepts erfordert dabei eine Drive-by-Wire-Architektur ohne mechanische Rückfallebene. Für den sicheren Betrieb dieses Fahrzeugkonzepts kommt der elektrischen Energieversorgung eine Schlüsselrolle zu. Energieversorgungen in bisherigen Fahrzeugen sind hierzu nicht geeignet, da sie zum einen auf dezentralen Fahrzeugarchitekturen basieren und zum anderen keine ausreichende Sicherheit bieten können. In dieser Arbeit werden deshalb Ansätze und Methoden, die zur Konzeption, Realisierung und Verifikation einer sicherheitsrelevanten Energieversorgung für zentralisierte Fahrzeugarchitektur notwendig sind, aufgezeigt. Zu Beginn wird ein Vorschlag erarbeitet, wie die Sicherheit des oben beschriebenen Fahrzeugkonzepts bewertet und berechnet werden kann. Basierend darauf erfolgt eine Ableitung erster Anforderungen an den Aufbau der Energieversorgung. Weitere Anforderungen ergeben sich durch die Integration in die neuartige Gesamtfahrzeugarchitektur. Die sicherheitstechnischen Anforderungen lassen sich nur durch die Verwendung von Redundanz erreichen. Hierzu werden verschiedene Ansätze vorgestellt und bewertet. Gezeigt wird die Vorgehensweise bei der Ausarbeitung und Umsetzung des konkreten Konzepts. Ein Kernpunkt dabei ist die Bestimmung des Batteriezustands. Hierzu wird ein Batteriemodell verwendet, das durch die Implementierung eines Randles-Ersatzschaltbildes eine Spannungsprädiktion ermöglicht. Zur Parametrierung des Batteriemodells werden an einem hochpräzisen Batterieprüfstand Impedanzmessungen durchgeführt. Die vorgestellte Methodik zur Entwicklung der Energieversorgung bietet eine hohe Transparenz und Argumentationshilfen bei wichtigen Entscheidungen. Neben der Berücksichtigung von sicherheitsrelevanten Aspekten wird auch den bordnetzspezifischen Themen Beachtung geschenkt. Der Funktionsnachweis des Prototypen erfolgt unter Verwendung eines speziell für diesen Einsatz entwickelten Bordnetzsimulators. Neben der Erläuterung von Aufbau und Funktionsweise werden Durchführung und Ergebnisse der Tests an Beispielen erklärt.

    The architecture of modem vehicles 15 growing in complexity because of the rising number of functions and driver support systems. One of the main consequences is the increased difficulty of incorporating new SUPPOlt systems. The EU SPARe (Secure Propulsion using Advanced Redundant Control) project aims at developing an innovative vehicle with centralised Clata processing to counteract this tendency. For this concept to be implemented effectively, a drive-by-wire architecture without mechanical backup is required. Electrical power supply is crucial for the reliable operation of this vehicle concept. Power supplies of conventional vehicles are not suitable, because they are based on decentralised vehicle architectures and do not ofter sufticient reliability. This article identifies approaches and methods that are indispensable for the design, implementation and verification of a reliable power supply for centralised vehicle architectures. First, an idea is presented as to how the reliability of the above-described vehicle concept can be evaluated and calculated..On the basis of these results, first requirements to be met by the power supply system are identified. More requirements are added as a result of the integration into the novel overall vehicle architecture. Compliance with the safety-related requirements can only be ensured through redundancy. Several approaches are presented and assessed. The procedure to be followed for the elaboration and implementation of a concept is highlighted by giving a concrete example. One of the main elements consists in the identification of the battery state. The battery model used to that end allows for the prediction of voltage through the implementation of a Randles equivalent circuit diagram. For the parameterisation of the battery model, impedance measurements are carried out at a highly-precise battery testbed. The presented methodology for the development of apower supply system ofters a high degree of transparency and provides a good basis for decision-making in crucial matters. Besides safety-relevant aspects; the on-board electrical system is also taken into consideration. The functional verification is ensured via an on-board power supply simulator especially designed for that purpose. Besides an illustration of the design and the functionality, the article explains the implementation and test results by means of several examples.


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    Title :

    Beitrag zur Energieversorgung eines innovativen Drive-by-wire-Fahrzeugkonzepts


    Contributors:


    Publication date :

    2009


    Size :

    161 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen



    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German