FuE-Projekt: Hochzuverlässige und intelligente Bordnetztopologien für automatisierte Fahrzeuge

Motivation
Das automatisierte und vernetzte Fahren ist ein wesentlicher Bestandteil einer zukünftigen intelligenten und nachhaltigen Mobilität. Die Umsetzung automatisierter Fahrfunktionen hängt insbesondere auch von technologischen Fortschritten bei Elektronik und Sensorik ab. Dabei müssen nicht nur die einzelnen Komponenten, sondern das Gesamtsystem so ausfallsicher gemacht werden, dass jederzeit eine sichere Fahrt gewährleistet wird. Da beim vollautomatisierten Fahren auch im Fehlerfall der Mensch nicht mehr eingreift, muss das System bei unvorhergesehenen Ereignissen reagieren können und stets stabil bleiben.

 

Ziele und Vorgehen
Das Projekt HiBord erforscht zukünftige Bordnetztopologien für den Einsatz in hoch- und vollautomatisierten Fahrzeugen. Bordnetztopologien stellen die energetische, logische und räumliche Anordnung aller elektronischen Bauteile sowie deren Zusammenwirken im Fahrzeug dar. Um den Aufbau von vollständig redundanten Systemen zu vermeiden, soll ein intelligenter Verbund aller elektronischen Komponenten eine sehr hohe Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz des Bordnetzes ermöglichen. Die technischen Zielsetzungen umfassen dabei die dynamische Umleitung von Energieflüssen durch intelligente Schnittstellen, aktive dezentrale Energiespeicher zur kurzzeitigen Spannungsversorgung sicherheitskritischer Komponenten, Fehlerdetektion und Zustandsüberwachung der Kabel und Steckkontakte sowie Sof-ware- und Entwicklungswerkzeuge zum Entwurf intelligenter Bordnetzsysteme.

 

Innovationen und Perspektiven
Durch das intelligente Bordnetz können im Fehlerfall während der Fahrt automatische Fahrfunktionen gewährleistet werden, die das Fahrzeug in einen sicheren Zustand bringen. Dadurch wird die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Nutzerakzeptanz von automatisierten Fahrzeugen maßgeblich gesteigert.

Source: www.elektronikforschung.de

Aus der Metropolregion Nürnberg sind das Fraunhofer IISB und die Smart Cable GmbH beteiligt.

Leoni: Bordnetze für Autonomes Fahre (IAA2017)

Steigende Sicherheitsanforderungen für elektrische Bauteile – Modularer Vollautomat bis 2020 in Planung – Zusammenarbeit von Mensch und Roboter

Nürnberg – Der Trend der Digitalisierung ermöglicht das Autonome Fahren und bringt damit auch Entwicklung und Fertigung von Bordnetz-Systemen voran. Schon heute vernetzt Leoni Maschinen in Produktionswerken, nutzt die virtuelle Realität zur Verbesserung der Effizienz oder setzt kollaborierende Roboter für die Fertigung von Kabelsätzen ein. Auf der IAA (Stand D40, Halle 4.1.) stellt der führende europäische Anbieter von Kabeln und Kabelsystemen für die Automobilbranche und weitere Industrien, seine Zukunftslösungen für eine stärker automatisierte und roboter-gestützte Fertigung von Bordnetz-Systemen vor.

Leoni fertigt Aluminium-Stromschienen (Busbars) in Osteuropa bereits vollautomatisch: Im Jahr 2017 kam die zweite mannlose Fertigungszelle hinzu. (Bildquelle: LEONI)

Bereits seit 2014 fertigt Leoni Teilkabelsätze vollautomatisch. Hierbei werden Maschinen eingesetzt, die Leitungen ablängen, Kontaktteile anschlagen und in die dafür vorgesehenen Gehäuse einstecken. Auch Stromverteiler, wie z.B. Sicherungs- und Relaisboxen werden schon automatisiert produziert: Seit 2015 verfügt Leoni zudem über eine vollautomatische Fertigung für Stromschienen (Busbars), die die herkömmliche Unterflur-Batterieleitung ersetzen. Auch die Verarbeitung biegeschlaffer Leitungen auf einem Vollautomaten befindet sich bei Leoni in Serie.

Bis 2020 plant Leoni, die vollautomatisierte Montage kleinerer Leitungssätze: Die Fertigungszelle eignet sich vor allem für sogenannte HaF- oder HaD-Leitungssätze – speziell für die Anforderungen an das Autonome Fahren.

Höhere Anforderungen an Datenleitungen und Kabelsätze

Autonom fahrende Autos werden den Trend zu mehr Sicherheits- und Assistenz-Systemen weiter beschleunigen. Auch die Vernetzung zwischen einzelnen Fahrzeugen sowie die Verbindung zwischen Autos und deren Umgebung nimmt zu. Die steigende Datenrate bei der Datenübertragung in künftigen Fahrzeugen stellt jedoch auch höhere Anforderungen an die Konfektion der Leitungen: Datenprotokolle und Sonderleitungen lassen sich nur sehr aufwendig manuell produzieren. Die Folge: Die automatische Fertigung von Datenleitungen wird sich zum Standard entwickeln. Einen hohen Anteil könnten dabei die Koax- bzw. Mini-Koax-Verbindungen darstellen. Auch hier produziert Leoni bereits vollautomatisch und konfektioniert Fakra-Leitungen.

Aber auch die Sicherheitsanforderungen an einzelne Produkte steigen: Neben niedrigen Ausfallraten fordern Automobilhersteller vermehrt eine Prozessüberwachung, die neben der Crimp-Kraft auch weitere Prozessparameter, wie z.B. die Bestückungskraft dokumentiert. Möglich ist das nach heutigem Stand der Technik nur durch eine automatisierte Fertigung.

Elektromobilität als Treiber der automatisierten Fertigung

Auch im Bereich der Elektromobilität gewinnt das Thema Automatisierung an Bedeutung: Bisher war die Produktentwicklung für die Elektromobilität eher auf kleinere Stückzahlen ausgelegt; eine automatische Fertigung bisher undenkbar. Doch gerade hier findet nun ein Umdenken der Komponentenhersteller statt: Leoni entwickelt bereits Lösungen, die sowohl für die Bauteile als auch die Fertigung optimiert sind. Erste Maschinenlösungen sind einsatzbereit.

Cobots in der Erprobung: Mensch und Roboter Hand in Hand

Derzeit laufen bei Leoni Versuche mit kollaborierenden Robotern: Dabei wird zum Beispiel deren Einsatz im Bereich der Leitungsvorbereitung getestet. Erste Beobachtungen zeigen: Die Zusammenarbeit mit dem Roboter entlastet den Mitarbeiter in der Produktion und steigert die Effizienz.

Ein weiterer Automatisierungsschritt betrifft den Warentransport mithilfe eines führerlosen Transportfahrzeugs ins Fertigwarenlager. Dort übernimmt ein Roboter die Ware und lagert diese in einem Hochregallager. Die Entnahme erfolgt anschließend sequenziert in der vom Kunden bestellten Reihenfolge. In Shanghai, China, ist dieses Verfahren bereits in Serienanwendung.

Leoni profitiert von guter Automobil-Konjunktur und E-Mobilität

Der Nürnberger Autozulieferer und Kabelspezialist Leoni hat im ersten Quartal von einer starken Nachfrage der Autoindustrie profitiert. Der Umsatz stieg um 10,7 Prozent auf 1,2 Milliarden Euro. Der Gewinn vor Zinsen und Steuern (EBIT) legte auf 52,9 Millionen Euro zu und konnte sich im Vergleich zum ersten Quartal des Vorjahrs mehr als verdoppeln.

Im Unternehmensbereich Wiring Systems (WSD) erzielte Leoni kräftige Zuwächse mit Bordnetz-Systemen und Kabelsätzen für Fahrzeuge von Automobilherstellern aus Asien, dem europäischen Ausland sowie für Pkw mit Elektro- und Hybridantrieben. Das Quartals-EBIT der Wiring Systems Division verbesserte sich unter anderem mit Hilfe erfolgreicher Initiativen zur Performance-Steigerung von fünf auf 22,9 Millionen…

Source: www.elektronikpraxis.vogel.de

48-Volt-Hybridtechnik von Schaeffler in einem Audi TT

Mit einem innovativen Konzeptfahrzeug untersucht Schaeffler das Potenzial der 48-Volt-Hybridisierung. Während derzeitige Hybridfahrzeuge mit hohen Spannungen von rund 300 Volt arbeiten, setzt Schaeffler auf ein 48-Volt-Bordnetz, um rein elektrisches Fahren in niedrigen Geschwindigkeitsbereichen zu realisieren.

Source: www.elektromobilitaet-praxis.de

Für den Autofahrer bedeutet dies, dass er trotz moderater Mehrkosten einerseits deutlich Kraftstoff spart, andererseits aber auch mehr Fahrspaß erlebt“, erläutert Prof. Dr. Peter Gutzmer, Technologievorstand des Automobilzulieferers…

Nürnberg: Continental-Konzern -Zukunftsweisender Hybridantrieb: Freistaat Bayern fördert Continental-Projekt zum „48 Volt Eco Drive“

Nürnberg: Hybrid- und Elektrofahrzeuge sind heute noch relativ selten auf der Straße zu sehen. Doch die Branchenexperten gehen davon aus, dass Autos mit voll- oder teilelektrischem Antrieb auf lange Sicht weltweit einen hohen Marktanteil erreichen werden. Deshalb arbeitet die Automobilindustrie intensiv an der Entwicklung zukunftsweisender Antriebssysteme für diesen wichtigen Wachstumsmarkt. Ein Vorreiter ist dabei der internationale Automobilzulieferer Continental, der jetzt den „48 Volt Eco Drive “ entwickelt hat. Dieses innovative Hybridsystem lässt sich mit wenig Aufwand in konventionell angetriebene Fahrzeuge integrieren, bietet aber Funktionen, die bisher nur bei den wesentlich aufwändigeren Hochvolt-Hybridsystemen (ab 110 Volt) zu finden sind – zum Beispiel das Abschalten des Verbrennungsmotors während der Fahrt („Segeln“).

Source: www.continental-corporation.com