Über viele Jahre hinweg entwickelten die Automobilhersteller immer ihre eigenen Lösungen, und weil jeder OEM seine eigenen Schwerpunkte setzt, kamen stets individualisierte Lösungen, aber keine echten Standards dabei heraus.

Die E/E-Chefs in Ludwigsburg (v.l.n.r.): Volker Wilhelmi (Daimler), Uwe Michael (Porsche), Dr. Volkmar Tanneberger (Volkswagen), Elmar Frickenstein (BMW), Ricky Hudi (Audi) und Dr. Burkhard Milke (Opel/GM).

Die E/E-Chefs in Ludwigsburg (v.l.n.r.): Volker Wilhelmi (Daimler), Uwe Michael (Porsche), Dr. Volkmar Tanneberger (Volkswagen), Elmar Frickenstein (BMW), Ricky Hudi (Audi) und Dr. Burkhard Milke (Opel/GM).Sabine Hofmann

Das hat sich grundlegend geändert, denn die OEMs haben erkannt, dass eine Standardisierung in Punkten, die nicht wettbewerbsdifferenzierend sind, für alle Beteiligten im internationalen Umfeld nur Vorteile bringt. Aus diesem Grund einigten sich die E/E-Leiter jetzt auf dem 15. Fachkongress „Fortschritte in der Automobilelektronik“ in Ludwigsburg darauf, drei wesentliche Aspekte in die Praxis umzusetzen:

1. Bald das zweite Bordnetz: 48 V

Die erste Erklärung gab Volker Wilhelmi (Daimler, als Vertretung von Daimlers E/E-Leiter Stephan Wolfsried) stellvertretend für die OEMs Audi, BMW, Daimler, Porsche und Volkswagen ab: „In zunehmendem Maße kommen im Fahrzeug Hochstrom-Verbraucher zum Einsatz, und es wird in technischer und in wirtschaftlicher Hinsicht immer schwieriger, diese Funktionen und derartige Aggregate auf der 12-Volt-Seite zu betreiben sowie die Funktionalitäten sicherzustellen.“

Aus diesem Grund haben sich die E/E-Leiter (Leiter der Abteilung Elektrik/Elektronik) der deutschen OEMs zusammengesetzt und überlegt, wie sich dieses Aufgabenstellung wirtschaftlicher darstellen lässt. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass zukünftige Fahrzeuge ein zweites Bordnetz als Erweiterung des etablierten 12-V-Bordnetzes erhalten werden. „Unsere Experten haben sich auf eine Spannungslage geeinigt – und das sind 48 V“, betont Wilhelmi. „Damit haben wir die Möglichkeit, Hochstromverbraucher besser, kostengünstiger und leichter in die Fahrzeuge hineinzubringen. Wir haben uns auch alle dazu verpflichtet, dass wir diese Aufgabenstellung jetzt kurz- und mittelfristig angehen. Wir werden für unsere jetzt laufenden Baureihen, die wir aktuell in der Entwicklung haben, untersuchen, welches Potenzial darin steckt, um dieses dann umzusetzen.“

Konzept des kombinierten Bordnetzes: 12 V und 48 V parallel in einem Fahrzeug

Konzept des kombinierten Bordnetzes: 12 V und 48 V parallel in einem FahrzeugE/E-Leiter der deutschen OEMs

Die Gründe für die Einführung des 48-V-Bordnetzes zusätzlich zum 12-V-Bordnetz sind einleuchtend: So soll es durch eine leistungsfähigere Rekuperation die CO2-Emissionen senken, aber auch die Klimatisierung und die Heizleistung optimieren. Mit der höheren Spannung von 48 V ergeben sich auch geringere Massen und kleinere Bauraum-Anforderungen bei leistungsstarken Aktuatoren. Die OEMs betonen einstimmig, dass  sie intensiv an der Standardisierung und Serienentwicklung arbeiten und fordern alle Steuergeräte- und Halbleiterhersteller auf, sich aktiv an der Serienentwicklung zu beteiligen und diese konstruktiv zu unterstützen.

2. Teilnetzbetrieb bei Steuergeräten: CAN Partial Network

Für diese Erklärung kam zusätzlich zu den zuvor erwähnten OEM-Vetretern auch Opels E/E-Leiter Dr. Burkhard Milke auf die Bühne. Stellvertretend für  die sechs Automobilhersteller erinnerte Ricky Hudi, E/E-Leiter von Audi, zunächst an einen Vortrag, den er 2009 auf dem „13. Fachkongress Fortschritte in der Automobilelektronik“ in Ludwigsburg gehalten hatte. Darin hatte er berichtet, dass sein Unternehmen an dem Thema Teilnetzbetrieb arbeitet. „Es ist schließlich nicht immer notwendig, alle Steuergeräte und Systeme im Fahrzeug gleichzeitig in Betrieb haben zu müssen“, erläuterte Ricky Hudi. „Es geht darum, auch auf diesem Gebiet Energie zu sparen. Abschätzungen ergeben, dass wir so etwa bis  zu 10 Ampere einsparen können – und das entspricht ungefähr 2,6 g CO2 beziehungsweise 0,11 l Verbrauchsersparnis.“

Dabei lobte Hudi die Kooperation der E/E-Leiter: „Wir sind hier sehr schnell gemeinsam vorangegangen, und haben gemeinsam spezifiziert, wie das entsprechende Bus-Interface dafür aussehen muss. Wir haben ein gemeinsames Lastenheft erstellt und es innerhalb des VDAs standardisiert; derzeit befindet es sich gerade in der entsprechenden ISO-Standardisierung. Ich kann ganz konkret ankündigen, dass wir für die nächste Generation des modularen Längsbaukastens bei Audi und im Volkswagen-Konzern beginnen, den Teilnetzbetrieb einzuführen.“ Hudi betonte aber auch, dass alle beteiligten OEMs planen, kurz- bis mittelfristig den Teilnetzbetrieb am CAN-Bus unter dem Stichwort „CAN Partial Network“ in Abhängigkeit der individuellen Fahrzeug-Roadmaps in Serie einzuführen. Außerdem gelte es, erhöhte Lebensdaueranforderungen für Steuergeräte zu vermeiden und die Betriebsstrategie beim Laden von Elektrofahrzeugen (EVs) und Plug-In-Hybriden (PHEVs) durch intelligente Weckkonzepte zu optimieren.

„Aus diesem Grund richten wir den Appell an die Community, an die Halbleiterhersteller, an die entsprechenden Engineering-Partner und Zulieferer, sich hier aktiv mit einzubringen, um diese zukünftigen Architektur-Erweiterungen schnell und zügig umzusetzen.“

3. Ladeschnittstelle für Elektroautos

Volkswagens E/E-Leiter Dr. Volkmar Tanneberger erklärte zunächst, dass die aktuelle Situation beim Thema Ladeschnittstelle „eigentlich ein Desaster“ ist. „Hier in Ludwigsburg haben wir gestern den ganzen Tag miteinander diskutiert, dass wir das Zeitalter der Elektromobilität einläuten wollen, und dass vor uns allen große technologische Herausforderungen liegen, aber dass wir auch alle noch beim Business-Case am Rechnen sind, wie Elektromobilität wirtschaftlich werden kann.“ Im Moment stünden die OEMs mehr vor dem Problem, die großen Entwicklungsinvestitionen, die dort anstehen, für den Kunden attraktiv darzustellen. Stellvertretend für die sechs OEMs auf der Bühne berichtete Dr. Tanneberger über die Standardisierungen der OEMs im Bereich der Ladeschnittstelle.

„Jetzt schauen wir auf so eine Kleinigkeit wie die Ladeschnittstelle, und ehe man sich versieht, hat man diverse miteinander konkurrierende Standards auf der Welt, die für niemanden von Nutzen sind: die Infrastrukturbetreiber müssen sich auf die lokalen Märkte anpassen, die Automobilhersteller müssen die Fahrzeuge an die entsprechenden lokalen Schnittstellen anpassen, um in diese jeweiligen Märkte exportieren zu können“, beschrieb Dr. Tanneberger die Situation. „Ehe das Zeitalter der Elektromobilität begonnen hat, haben wir überall unterschiedliche Pflänzchen wachsen sehen. Deshalb haben wir, die wir hier auf der Bühne stehen, uns frühzeitig zusammengetan und haben versucht, einen weltweiten Standard zu kreieren.“ Dr. Tanneberger verwies auch darauf, dass  die Herren Patuschka und Mielke auf dem „14. Fachkongress Fortschritte in der Automobilelektronik“ in Ludwigsburg vor einem Jahr zu diesem Thema einen entsprechenden Vortrag gehalten hatten.

Der Combo-Ladestecker Typ 1

Der Combo-Ladestecker Typ 1E/E-Leiter der deutschen OEMs

„Wir haben bei der IEC bereits für das Thema AC-Laden einen Standard eingereicht; das ist der so genannte Typ-1, der aus Japan kommt und auch in den USA für das einphasige AC-Laden zum Einsatz kommt. Hinzu kommt der Typ-2, der einmal ganz früher als so genannter Mennekes-Stecker seinen Weg gefunden hat, aber mittlerweile geöffnet ist für alle Hersteller. Dieser Typ-2-Stecker ist für das dreiphasige Laden in Europa standardisiert. Im letzten Jahr hat es weit reichende Diskussionen gegeben, wie wir zum Thema DC-Laden den ganzen Standard erweitern können. Das Ergebnis ist der Combo-Standard, der zu den Standards 1 und 2 rückwärtskompatibel ist und sie jeweils um ein DC-Gesicht ergänzt, das kompatibel an diese Stecker integriert wird.“

Der Combo-Ladestecker Typ 2

Der Combo-Ladestecker Typ 2E/E-Leiter der deutschen OEMs

Die Einigung erfolge somit in enger Abstimmung mit amerikanischen OEMs und SAE. „Wir haben diesen Stecker auch der IEC zur Normung eingereicht, haben diesen Standard aber auch in enger Zusammenarbeit mit OEMs in den USA für den Typ 1 abgestimmt. Von spezieller Bedeutung ist dabei, dass wir rückwärtskompatibel zum Typ 1 und zum Typ 2 sind. Das Thema Kommunikation ist dabei ein ganz wichtiges Thema. Dazu sind wir gestern hier in Ludwigsburg in der Mittagspause des Kongresses zusammen gesessen. Wir haben uns darauf geeinigt, dass wir für das DC-Laden eine Powerline-Kommunikation einsetzen werden, und – was ganz wichtig ist – wir haben das erste Quartal 2013 für die Einführung dieses Combo-Standards geplant, um darauf die ersten Fahrzeugprojekte auszurollen.“

Von hoher Bedeutung für die OEMs ist die Tatsache, „dass wir uns auf ein maximales Package-Maß geeinigt haben, denn wir wollen Rückwirkungen auf unsere Karosseriebauten verhindern“. Schließlich erzeugt jede Änderung an der Karosserie hohe Kosten, obwohl hier kein zusätzlicher Kundennutzen entsteht.

Ludwigsburger Appell

Dr. Tanneberger wendet sich schließlich den Automobilherstellern weltweit zu: „Der Appell geht heute von Ludwigsburg hinaus in die ganze Welt, denn wir haben noch keine Einigung mit China erzielt. China hat eine frühere Version dieses Standards ausgekoppelt, die aber nicht 100% kompatibel ist zu dem Standard, den wir heute hier vorstellen. Wir appellieren daher ganz, ganz dringend an China, sich an den Standardisierungsgesprächen zu beteiligen.“ Die deutschen OEMs seien es auch nicht müde, noch einmal mit Japan zu reden, um auch den Japanern diese Vorteile deutlich zu machen: „Es gibt in Japan erste Gespräche, und es gibt auch erste Interessensbekundungen, in weitere Gespräche mit uns einzutreten. Wir richten somit einen ganz klaren Appell in Richtung Infrastruktur zur Etablierung eines weltweiten Standards.“

Opels E/E-Leiter Dr. Burkhard Milke ergänzte: „Opel und General Motors stehen sowohl hinter der Standardisierung des Teilnetzbetriebs als auch hinter der Standardisierung des Ladesteckers. Typ 1 und Typ 2 ergänzen sich wunderbar; das unterstützen wir.“ Laut Dr. Milke befürwortet noch ein weiterer amerikanischer OEM diese beiden Standards: „Normalerweise wäre Hr. Kellerwessel (der E/E-Leiter von Ford) mit hier auf die Bühne gekommen, wenn er heute noch anwesend wäre. Somit läuft auch die Abstimmung mit Ford. Ford ist genau einer dieser OEMs in den USA, mit denen wir uns in tiefere Gespräche begeben haben.“

Nachdem der Applaus der 450 Kongressteilnehmer abgeebbt war, griff Moderator Dr. Peter Thoma den Geist dieses besonderen Kongresses in seiner ganz persönlichen Art mit einem Kommentar auf: „Ich finde es großartig, dass Sie hier derartige Standards etablieren. Ich hoffe, es gibt jetzt jedes Jahr hier in Ludwigsburg mindestens drei Aussagen in Richtung der Gemeinsamkeiten.“