Das europäische Projekt „Integrierte Elektroniksysteme für Komplexitätskontrolle in kosteneffizienten Elektrofahrzeugen“ (3Ccar) hatte das Ziel, Komplexität zu reduzieren und gleichzeitig die Zuverlässigkeit von elektrischen und autonomen Fahrzeugen zu erhöhen.

Das Projekt, an dem 48 Partner unter Leitung von Infineon Technologies arbeiteten, hat nun einen neuen Systemansatz in der Fahrzeugarchitektur entwickelt: Die Architektur wird in Fahrzeugdomänen neu organisiert. Sie ermöglichen eine funktionale und aufgabenorientierte Koordination. Diese soll die Komplexität trotz steigender Anforderungen reduzieren. Die Entwicklung elektrischer, autonomer Fahrzeuge werde damit deutlich erleichtert.

neues Konzept für eine Fahrzeugarchitektur

Das Projekt 3Ccar hat ein neues Konzept für eine Fahrzeugarchitektur vorgestellt. 3Ccar

Die einzelnen Steuergeräte werden in die entsprechenden Domänen integriert. Funktionalitäten wie Lenkung, Bremse und Antrieb werden von dort aus koordiniert. Dafür werden einige wenige leistungsfähige Domänen-Controller eingeführt. Diese basieren auf Multicore-Automotive-Prozessoren, wie Infineon sie bereits mit dem Aurix-Mikrocontroller anbietet. So wird etwa der herkömmliche Antriebsstrang zu einer eigenen Domäne. Durch die Reduktion der Steuergeräte und höhere Integration bleibt laut den Projektpartnern nicht nur die Komplexität kontrollierbar; auch die Robustheit steige.

Bislang führte ein hoher Verkabelungsaufwand in Fahrzeugbatterien zu hohen Kosten und geringerer Zuverlässigkeit. In Kooperation mit den Fraunhofer-Instituten IISB und IPA hat 3Ccar ein neues, modulares und flexibles Konzept für künftige Batterien für Elektro- und Hybridfahrzeuge entwickelt. Sensorik und Elektronik sind an einem Zellverbund der Batterie integriert, statt auf Batterie-Pack-Ebene. Dieser Ansatz sei neu, vereinfache das Batterie-Management und biete die Möglichkeit, künftig wettbewerbsfähige „Smart Batteries Made in Europe“ herzustellen. Das System enthält weniger Einzelteile, sei dadurch weniger fehleranfällig und trage somit zur Robustheit der Fahrzeugarchitektur bei.

Sicherheitsabschaltung für Brennstoffzellen

Mit Hilfe von Infineon, Daimler, Fraunhofer IISB und Lange Aviation entwickelte 3Ccar eine neue Sicherheitsabschaltung zur Entladung von Brennstoffzellen. Diese sei, im Vergleich zu heutigen Wettbewerbsprodukten, kompakter und lasse sich wiederverwenden. Während bisherige Konzepte nur einmal verwendbar sind, da sie durch die Aktivierung zerstört würden, könne die Neuentwicklung die Brennstoffzelle mehrmals gezielt kurzschließen und anschließend wieder freigeben.

Zusammen mit Siemens hat 3Ccar einen elektrischen Antrieb realisiert, der über eine höhere Leistungsdichte als vergleichbare Produkte verfüge. Durch seine kompakte Struktur ermögliche er, eine hohe Fahrzeugleistung in anspruchsvollen Bauräumen darzustellen. Zudem sei der neue Antriebsmotor effizienter und biete eine höhere Ausfallsicherheit.

Die OTH Amberg-Weiden entwickelte eine spezielle Fahrzeug-zu-Netzwerk-Kommunikation (Vehicle-to-Network, V2N) für Elektrofahrzeuge. Ziel war ein Basisdienst, der in der Lage ist, den gesamten Routenplanungsprozess zu übernehmen, wobei ein serverbasiertes System zur Routenplanung in Straßennetzen eingesetzt wird, das mit Informationen über Ladestationen kombiniert wurde. Mittels dieses Server-gesteuerten Routingsystems war es möglich, auf Elektrofahrzeuge zugeschnittene Fahrstrecken zu ermitteln.