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Mobile Zukunft ohne Grenzen Automobilgerechte Elektronikentwicklung

ETAS GmbH RUTRONIK Elektronische Bauelemente GmbH
Diese Experten beleuchten, welche Aspekte bei der Entwicklung von Elektronikkomponenten für Elektrofahrzeuge eine besonders tragende Rolle spielen.

Diese Experten beleuchten, welche Aspekte bei der Entwicklung von Elektronikkomponenten für Elektrofahrzeuge eine besonders tragende Rolle spielen.

Bild: iStock, Dmytro Omelianenko
10.09.2024

Die E-Mobilität wird die Zukunft prägen. Doch die Fahrzeuge müssen sicher und in allen möglichen Situationen sowie unter unterschiedlichen Umweltbedingungen immer zuverlässig funktionieren. Deshalb stelle ich die Frage: Welche Aspekte sind bei der Entwicklung von Elektronikkomponenten für Elektrofahrzeuge besonders wichtig?

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Das sagen die Experten dazu:

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  • Philip Mai, Global Engineering Director – Automotive & Transportation, Arrow Electronics: Die entscheidenden Aspekte bei der Entwicklung von Komponenten sind eng mit den Anforderungen der Konsumenten verzahnt, etwa die Reichweite des Fahrzeugs. Beispiele hierfür sind die Reduzierung von Ruheströmen bei ICs oder auch die Verringerung der Leitungswiderstände, sowie Schaltverlusten bei Leistungshalbleitern. Neben der Reichweite steht mittlerweile immer mehr direkt oder indirekt das Thema Software im Fokus. Sei es durch erhöhte Ansprüche an die ADAS, das Infotainment, die Smartphone Integration oder die App des Fahrzeuges. Daher gilt es, die Softwareentwicklung von Beginn an zu integrieren und damit Innovationen schnellstmöglich einzubringen. Beispiele hierfür sind unter anderem Complex-Device-Driver (CCD) für Motor-Control ICs oder auch der MCAL für MCUs.

    Philip Mai, Global Engineering Director – Automotive & Transportation, Arrow Electronics: Die entscheidenden Aspekte bei der Entwicklung von Komponenten sind eng mit den Anforderungen der Konsumenten verzahnt, etwa die Reichweite des Fahrzeugs. Beispiele hierfür sind die Reduzierung von Ruheströmen bei ICs oder auch die Verringerung der Leitungswiderstände, sowie Schaltverlusten bei Leistungshalbleitern. Neben der Reichweite steht mittlerweile immer mehr direkt oder indirekt das Thema Software im Fokus. Sei es durch erhöhte Ansprüche an die ADAS, das Infotainment, die Smartphone Integration oder die App des Fahrzeuges. Daher gilt es, die Softwareentwicklung von Beginn an zu integrieren und damit Innovationen schnellstmöglich einzubringen. Beispiele hierfür sind unter anderem Complex-Device-Driver (CCD) für Motor-Control ICs oder auch der MCAL für MCUs.

    Bild: Arrow

  • Thomas Windeck, Leiter Vetrieb, CTX Thermal Solutions: Ein entscheidender Aspekt ist die lange Haltbarkeit der Komponenten. 15 bis 20 Jahre müssen sie zuverlässig funktionieren. Das erzielen wir mit anwendungsspezifischen Kühlkörpern, die Verlustleistungen ableiten und die Bauteile vor Überhitzung schützen. In der Leistungselektronik entstehen hohe Temperaturen. Doch jede Erwärmung verkürzt die Lebensdauer eines Bauteils. Mit Kühlkörpern leisten wir also einen wichtigen Beitrag zur dauerhaft zuverlässigen Funktion der Komponenten. Wichtiger Aspekt bei der Entwicklung der Kühllösungen selbst ist, dass sie die erforderliche Kühlleistung in kompakter, leichter Bauweise erbringen.

    Thomas Windeck, Leiter Vetrieb, CTX Thermal Solutions: Ein entscheidender Aspekt ist die lange Haltbarkeit der Komponenten. 15 bis 20 Jahre müssen sie zuverlässig funktionieren. Das erzielen wir mit anwendungsspezifischen Kühlkörpern, die Verlustleistungen ableiten und die Bauteile vor Überhitzung schützen. In der Leistungselektronik entstehen hohe Temperaturen. Doch jede Erwärmung verkürzt die Lebensdauer eines Bauteils. Mit Kühlkörpern leisten wir also einen wichtigen Beitrag zur dauerhaft zuverlässigen Funktion der Komponenten. Wichtiger Aspekt bei der Entwicklung der Kühllösungen selbst ist, dass sie die erforderliche Kühlleistung in kompakter, leichter Bauweise erbringen.

    Bild: CTX Thermal Solutions

  • Jochen Paukert, Managing Director, eSystems: Als Wallboxhersteller sehen wir die Sektorenkopplung als Herausforderung der Branche. Die Sektoren Energie, Industrie, Verkehr und Gebäude müssen im Zuge der Energiewende miteinander vernetzt werden. Für die Ladeinfrastruktur bedeutet dies, dass eine intelligente Wallbox mit PV-Anlage, Wärmepumpe, E-Auto und dem Stromnetz kommunizieren kann. So wird der Strom sinnvoll genutzt und verteilt. Damit die Wallbox mit Gebäuden und Stromnetz kommunizieren kann, muss sie die gängigen Kommunikationsstandards wie ISO 15118 oder EEBUS und die Vernetzung über Ethernet, LTE, WiFi, MODBUS/TCP und OCPP beherrschen. Mit EEBUS kann auch der §14a EnWG umgesetzt werden, um netzdienliches Laden und das gesetzeskonforme Dimmen der Ladeleistung zu ermöglichen. Eine weitere Herausforderung ist die Cybersicherheit. Um schnell auf Bedrohungen reagieren zu können, muss die Box remote mit Updates versorgt werden können.

    Jochen Paukert, Managing Director, eSystems: Als Wallboxhersteller sehen wir die Sektorenkopplung als Herausforderung der Branche. Die Sektoren Energie, Industrie, Verkehr und Gebäude müssen im Zuge der Energiewende miteinander vernetzt werden. Für die Ladeinfrastruktur bedeutet dies, dass eine intelligente Wallbox mit PV-Anlage, Wärmepumpe, E-Auto und dem Stromnetz kommunizieren kann. So wird der Strom sinnvoll genutzt und verteilt. Damit die Wallbox mit Gebäuden und Stromnetz kommunizieren kann, muss sie die gängigen Kommunikationsstandards wie ISO 15118 oder EEBUS und die Vernetzung über Ethernet, LTE, WiFi, MODBUS/TCP und OCPP beherrschen. Mit EEBUS kann auch der §14a EnWG umgesetzt werden, um netzdienliches Laden und das gesetzeskonforme Dimmen der Ladeleistung zu ermöglichen. Eine weitere Herausforderung ist die Cybersicherheit. Um schnell auf Bedrohungen reagieren zu können, muss die Box remote mit Updates versorgt werden können.

    Bild: Kontron

  • Dr. Thomas Irawan, Vorsitzender der Geschäftsführung, ETAS: Besonders bei Hybridfahrzeugen kommt es darauf an, der höheren Komplexität durch Flexibilität in der Steuergeräte-Entwicklung zu begegnen. Hier punkten ausgerechnet die etablierten Mess-, Kalibrierungs- und Diagnose-Tools wie etwa INCA: Mit ihnen lassen sich über verschiedene Steuergeräte hinweg die oftmals verteilte Applikationslabels und Kommunikationsdaten auf einer Oberfläche darstellen und bearbeiten. Angesichts der verteilten Funktionen von Hybridfahrzeugen entlastet das den Applikateur enorm. Auch Bypass-Technologien erhöhen die Flexibilität. Sie ermöglichen Softwarefreischnitte, um Steuergerätefunktionen gezielt zu evaluieren und optimieren, ohne den eigentlichen Sourcecode zu verändern.

    Dr. Thomas Irawan, Vorsitzender der Geschäftsführung, ETAS: Besonders bei Hybridfahrzeugen kommt es darauf an, der höheren Komplexität durch Flexibilität in der Steuergeräte-Entwicklung zu begegnen. Hier punkten ausgerechnet die etablierten Mess-, Kalibrierungs- und Diagnose-Tools wie etwa INCA: Mit ihnen lassen sich über verschiedene Steuergeräte hinweg die oftmals verteilte Applikationslabels und Kommunikationsdaten auf einer Oberfläche darstellen und bearbeiten. Angesichts der verteilten Funktionen von Hybridfahrzeugen entlastet das den Applikateur enorm. Auch Bypass-Technologien erhöhen die Flexibilität. Sie ermöglichen Softwarefreischnitte, um Steuergerätefunktionen gezielt zu evaluieren und optimieren, ohne den eigentlichen Sourcecode zu verändern.

    Bild: ETAS

  • Peter Bechberger, SOC Product Marketing, Renesas Electronics: Die Anforderungen an Halbleiter-Bauteile im Fahrzeug unterscheiden sich grundlegend von anderen Bereichen wie der Consumer-Elektronik. Das betrifft vor allem die Zuverlässigkeit und die Sicherheit, da die Folgen eines Systemausfalls fatal sein können. Maßnahmen zur Erhöhung der funktionalen Sicherheit sowie der Cybersecurity sind deshalb unerlässlich. Des Weiteren gibt es Umweltfaktoren wie extreme Temperaturen, Feuchtigkeit und Vibration, die spezielle Anforderungen an die Auslegung des Chips mit sich bringen. Schließlich ist ein klares „Automotive Commitment“ des Lieferanten gefragt – denn langfristige Kooperationen mit Automobilherstellern werden im Zeitalter des „Software-Defined Vehicle“ immer wichtiger.

    Peter Bechberger, SOC Product Marketing, Renesas Electronics: Die Anforderungen an Halbleiter-Bauteile im Fahrzeug unterscheiden sich grundlegend von anderen Bereichen wie der Consumer-Elektronik. Das betrifft vor allem die Zuverlässigkeit und die Sicherheit, da die Folgen eines Systemausfalls fatal sein können. Maßnahmen zur Erhöhung der funktionalen Sicherheit sowie der Cybersecurity sind deshalb unerlässlich. Des Weiteren gibt es Umweltfaktoren wie extreme Temperaturen, Feuchtigkeit und Vibration, die spezielle Anforderungen an die Auslegung des Chips mit sich bringen. Schließlich ist ein klares „Automotive Commitment“ des Lieferanten gefragt – denn langfristige Kooperationen mit Automobilherstellern werden im Zeitalter des „Software-Defined Vehicle“ immer wichtiger.

    Bild: Renesas Electronics

  • Uwe Rahn, Senior Director Automotive Business Unit, Rutronik: In den letzten zehn Jahren hat der Einsatz elektronischer Systeme und Komponenten in der Automobilindustrie, insbesondere für neue e-Plattformen der OEMs, stark zugenommen. Schnittstellen bilden hier Steuergeräte und Wandler, die die elektrischen Komponenten (unter anderem Antriebsmotoren) steuern und die energetische Versorgung ermöglichen. Kleine Steuergeräte verschwinden oder werden in größere ECUs integriert. Die Fahrzeugelektronik konzentriert sich zunehmend auf große, komplexe Steuergeräte, die oft gemeinsam mit Komponentenherstellern oder von großen Tier 1 im Auftrag von OEMs entwickelt werden.

    Uwe Rahn, Senior Director Automotive Business Unit, Rutronik: In den letzten zehn Jahren hat der Einsatz elektronischer Systeme und Komponenten in der Automobilindustrie, insbesondere für neue e-Plattformen der OEMs, stark zugenommen. Schnittstellen bilden hier Steuergeräte und Wandler, die die elektrischen Komponenten (unter anderem Antriebsmotoren) steuern und die energetische Versorgung ermöglichen. Kleine Steuergeräte verschwinden oder werden in größere ECUs integriert. Die Fahrzeugelektronik konzentriert sich zunehmend auf große, komplexe Steuergeräte, die oft gemeinsam mit Komponentenherstellern oder von großen Tier 1 im Auftrag von OEMs entwickelt werden.

    Bild: Rutronik

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