Schwerpunkte

Herausforderungen der Elektrifizierung

Komplexere Systeme und mehr Tests – bei weniger Zeit

25. Oktober 2018, 13:00 Uhr   |  Von Nate Holmes


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Integrationstests

Um zeit- und ressourceneffizient zu entwickeln, ergänzen Systemintegrationstests zunehmend die mechanischen Testverfahren mit HiL-Tests. Dadurch lassen sich verschiedene Elemente eines Systems je nach zu validierender Komponente oder Verhaltensweise simulieren.

Eine flexible Testumgebung und -architektur unterstützt die unterschiedlichen Kombinationsmöglichkeiten von simulierten und realen Komponenten (Bild 3). So lassen sich deutlich kürzere Testzeiten bei einer umfassenden Testabdeckung realisieren, die die Systemleistung und -zuverlässigkeit validieren.

Die Standardisierung auf eine Plattform, die reale und simulierte Systemkomponenten kombiniert, ermöglicht eine höhere Testeffizienz
© Michael Paulweber | Klaus Lebert

Bild 3. Die Standardisierung auf eine Plattform, die reale und simulierte Systemkomponenten kombiniert, ermöglicht eine höhere Testeffizienz und die Wiederverwendung von Testgeräten [1].

Elektrofahrzeuge

Elektrische Antriebe bieten eine hohe Leistung, keine lokalen Emissionen, sind leiser und verfügen über weniger bewegliche Teile und damit weniger potenzielle Fehlerquellen. Zudem verursachen sie geringere Wartungs- und Fahrtkosten. Ingenieure können somit kleinere Komponenten mit deutlich besserem Gewicht-Leistungs-Verhältnis nutzen und flexibel platzieren. Einen großen Nachteil stellt aktuell noch der Preis dar: Batterieelektrische Fahrzeuge sind aufgrund des integrierten Akkus momentan noch kostenintensiv.

OEMs müssen jedoch gesetzliche Vorschriften zur Kraftstoffeffizienz und zum Schadstoffausstoß einhalten und sind sich der oben genannten Leistungsvorteile von E-Antrieben durchaus bewusst. Daher werden in der Übergangszeit beide Antriebskonzepte miteinander kombiniert. Um ein batterieelektrisches Fahren flächendeckend zu ermöglichen, müssen Batterien noch deutlich kostengünstiger werden. Aktuell wird verstärkt in innovative Batterietechniken investiert und auch das Preis-Leistungs-Verhältnis von Akkus entwickelt sich positiv (Bild 4).

Die Kosten/kWh fallen auch weiterhin und nähern sich der für den Massenmarkt nötigen Marke von 100 US-Dollar/kWh
© National Instruments

Bild 4. Die Kosten/kWh fallen auch weiterhin und nähern sich der für den Massenmarkt nötigen Marke von 100 US-Dollar/kWh [2].

Die Fahrzeugkomplexität bei Hybridfahrzeugen ist sehr hoch: So besteht ein hybrider Antrieb aus mehreren Komponenten, die potenzielle Fehlerquellen darstellen. Darüber hinaus müssen beide unterschiedlichen Techniken so nahtlos wie möglich ineinander integriert werden – für einen hohen Fahrkomfort. Das lässt sich ausschließlich mit leistungsstarken Komponenten, ausgereifter Software sowie fortschrittlichen Steuer- und Regelfunktionen realisieren.

Mit Innovationstempo Schritt halten

Die ambitionierten Ziele für Hybridfahrzeuge basieren auf gesetzlichen Vorschriften für einen effizienteren Kraftstoffverbrauch, reduzierten Abgaswerten und einem entsprechenden Wettbewerbsdruck. Die Faktoren sorgen für aggressive Entwicklungszeitpläne und mehr Tests an komplexeren Systemen in kürzerer Zeit, um Sicherheit, Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit von Hybridfahrzeugen zu gewährleisten. Testplattformen und -techniken entwickeln sich allerdings in einer ähnlichen Geschwindigkeit – Ingenieure müssen die neuen Techniken nutzen, um mit den zunehmenden Anforderungen an die Fahrzeugentwicklung Schritt halten zu können.

Literatur

[1] Michael Paulweber und Klaus Lebert: Powertrain Instrumentation and Test Systems, Development – Hybridization – Electrification. 2016, Springer International Publishing
[2] https://about.bnef.com/blog/latest-bull-case-electric-cars-cheapest-batteries-ever/

Der Autor

Nate-Holmes von National-Instruments
© National Instruments

Nate Holmes von National Instruments.

Nate Holmes

ist seit November 2017 Principal Solutions Marketing Manager bei National Instruments. Er ist auf physikalische Tests spezialisiert, darunter Mechatronik und elektromechanische Tests. Als Group Manager, Vision & Motion, Embedded Systems R&D verantwortet er die Forschungs- und Entwicklungsteams sowohl für Hardware als auch für Software. Seine Karriere begann er bei National Instruments als Applications Engineer im Jahr 2007. Weitere Karriereschritte waren Product Marketing Engineer, Senior Produkt Marketing Manager sowie Group Manager, Embedded Systems Marketing.

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1. Komplexere Systeme und mehr Tests – bei weniger Zeit
2. Integrationstests

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