Autonome Autotechnologie zwingt zu einem Umdenken bei den elektrischen Systemen von Autos

Jul 21, 2023

Sie wissen, wie frustrierend es ist, wenn Sie in Ihrem Auto einen Knopf drücken oder einen Knopf drehen und etwas nicht so funktioniert, wie es sollte, oder überhaupt nicht.

Während wir in die Ära selbstfahrender Fahrzeuge eintreten – viele davon werden über ein 48-Volt-System im Antriebsstrang verfügen – können elektrische Ausfälle nicht mehr passieren. Eine Kamera-, Radar- oder Lidar-Einheit, die zeitweise funktioniert oder nicht mehr funktioniert, könnte einen tödlichen Unfall verursachen, und ein Kurzschluss im Akku oder Elektromotor eines Elektrofahrzeugs kann einen Brand auslösen.

Delphi-Ingenieure haben elektrische Gremlins in Automobilen auf der Straße anhand von Garantiedaten untersucht. Es handelt sich um einen Versuch zu verstehen, wo und warum Ausfälle auftreten, und ist Teil einer branchenweiten Initiative zur Beseitigung elektrischer Probleme. Delphi hat mit deutschen und französischen Automobilherstellern gesprochen und könnte bis zum Jahresende eine gute Vorstellung davon haben, wie die elektrischen Systeme der nächsten Generation konfiguriert werden.

Hier ist ein – ähm – schockierendes Ergebnis der Delphi-Forschung: Steckverbinder versagen nicht aufgrund von Korrosion durch Feuchtigkeit, falsch sitzenden Anschlüssen, die sich während der Fahrt lösen, oder falsch gecrimpter oder beschädigter Drähte. Hauptsächlich aufgrund von Fehlern bei der Montage versagen Steckverbinder und führen zum Ausfall der elektronischen Zubehörteile eines Fahrzeugs. Der Hauptgrund für einen Stromausfall liegt laut Delphi darin, dass beide Teile des Kunststoffgehäuses, in dem sich die Kabelanschlüsse befinden, nicht vollständig zusammenpassen.

Bei einem Besuch im Technologiezentrum von Delphi nördlich von Detroit fragte ich Glen De Vos, den Chief Technology Officer des Unternehmens, und Mary Gustanski, Delphis Vizepräsidentin für Technik, wie die Branche elektrische Probleme in selbstfahrenden Fahrzeugen mit Hochspannungsantrieb beseitigen kann .

Sie denken vielleicht, die Antwort sei einfach: Entwerfen Sie kinderleichte Kabelverbinder und einwandfreie Montagemethoden, damit Kabelbäume nicht falsch gehandhabt werden können.

Es ist weitaus komplizierter. Die nächste Generation von Fahrzeugen mit Selbstfahrfunktionen und elektrifizierten Antriebssträngen wird sich an der kommerziellen Luftfahrtindustrie orientieren und über Redundanz in ihre elektrischen Architekturen verfügen.

Das bedeutet, dass sicherheitskritische Systeme auch dann noch funktionieren, wenn es zu einer Stromunterbrechung oder einem anderen Fehler kommt.

Und damit das klappt, packt man einfach zwei davon in ein Auto, oder?

Auch hier ist es weitaus komplexer.

„Wir verbringen derzeit viel Zeit mit den OEMs, um diese Strategien zu entwickeln“, sagt De Vos. „Alles einfach zu duplizieren ist wirklich teuer, vor allem, wenn man es auf unterschiedliche Weise duplizieren muss.

Gustanski sagte, Redundanz bedeute mehr als zwei Kabelsätze und Komponenten. Es sind Bordcomputer, die erkennen können, wenn ein Computer ausfällt, und dann automatisch ein Backup bereitstellen.

„Bei sicherheitskritischen Systemen wollen wir den Fahrer nicht im Stich lassen“, sagte sie. „Wir müssen sicherstellen, dass es eine Möglichkeit gibt, Sie dorthin zu bringen, wo Sie sein müssen, vielleicht im Notlaufmodus. Also werden wir in der elektrischen Architektur des Fahrzeugs auf zentralisierte Datenverarbeitung umsteigen, eine für die Sicherheit und eine für.“ die elektrische Architektur, weil sie sich am Ende gegenseitig unterstützen.

Gewicht und Kosten sind zwei große Probleme beim Hinzufügen von Redundanz. Aber Delphi und andere Unternehmen gehen diese Probleme an.

Beim Chevrolet Volt der zweiten Generation und dem neuesten Toyota Prius beispielsweise verzichteten die Ingenieure von General Motors und Toyota auf die meisten schweren Kupferkabel, indem sie die Leistungselektronik der Autos direkt am Getriebe installierten, wo die Elektromotoren untergebracht sind.

Delphi, sagte Gustanski, arbeite an einer neuen Generation leichter Aluminiumdrähte, die auch die Kosten senken könnten. Sie sagte, dass Aluminiumdraht in Kombination mit einer dünnwandigen Isolierung das Gewicht im Vergleich zu Kupfer um bis zu 40 Prozent reduzieren kann.

Es besteht kein Zweifel, dass Delphi und seine Konkurrenten sowie Ingenieure bei Ford, GM, Toyota, Daimler, BMW und anderswo diese Probleme lösen und elektrifizierte, selbstfahrende Fahrzeuge zuverlässig machen werden.

Aber zu welchen Kosten? Wie viel teurer und komplexer können Fahrzeuge werden, bevor sie unbezahlbar werden?

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