Zuverlässige Elektronik für Elektrofahrzeuge

Damit dieses Zusammenspiel funktioniert, ist Kommunikationstechnik bei E-Mobility besonders wichtig. Gleichzeitig muss das Elektro-Auto stärker in die Straßeninfrastruktur sowie das Energienetz eingebunden werden. Ihre Lösungen präsentieren Wissenschaftler der Fraunhofer-Einrichtung für Systeme der Kommunikationstechnik ESK vom 15. – 25. September 2011 auf der 64. Internationalen Automobil-Ausstellung IAA in Frankfurt/Main auf Stand C23 in Halle 4.

Beim Fahrzeug-Design gehen Elektro-Autos neue Wege, denn ohne Verbrennungsmotor und Getriebe entstehen andere Antriebskonzepte. Ein Beispiel sind verteile Radnabenmotoren, bei denen das mechatronische Differentialgetriebe durch Software ersetzt wird. So werden zunehmend sicherheitskritische Funktionen von Elektronik und Software übernommen. Damit die Elektro-Autos genauso sicher fahren, wie konventionelle Fahrzeuge, haben die Ingenieure der Fraunhofer ESK die neu auftretenden Risiken bewertet, daraus ein Sicherheitskonzept erstellt und dieses in einem Prototypen getestet. Dieses gewährleistet beispielsweise, dass die verteilten E-Motoren die Räder stets mit demselben Drehmoment antreiben und die Insassen des Elektrofahrzeugs so sicher unterwegs sind wie gewohnt.

Nicht nur im Fahrzeug steigt der Kommunikationsbedarf: Die Interaktion des Fahrzeugs mit der Straßeninfrastruktur ist in der E-Mobility notwendiges Hilfsmittel für komfortables Reisen. Denn die längeren Batterieladezeiten erfordern eine optimale Verkehrsplanung. Solche neuen Verkehrskonzepte benötigen deutlich mehr Kommunikation zwischen Fahrer, Fahrzeug und Infrastruktur. Damit diese auch bei zunehmender Datenlast sicher bleibt, wird eine intelligente Datenbehandlung benötigt. Die Ingenieure der Fraunhofer ESK aggregieren die Daten mittels Sensordatenfusion und steigern so sowohl die Qualität der Daten als auch die Zuverlässigkeit der Kommunikation der Fahrzeuge mit der Straßeninfrastruktur.

Ladezeiten und der gesteigerte Energiebedarf spielen nicht nur bei der Verkehrsplanung eine Rolle. Die Stromnetze sind derzeit noch nicht auf die mobilen Abnehmerstellen eingerichtet. Bei der Fraunhofer ESK wird ein Lösungskonzept für die Kommunikation des Fahrzeugs mit den Stromerzeugern entwickelt, das durch eine Flexibilisierung der Netze das Management des Ladezustands sowie die Abrechnung des jeweiligen Stromverbrauchs in Elektro-Autos ermöglicht.

Implementiert haben die Forscher der Fraunhofer ESK ihr Sicherheitskonzept in einem realen Prototypen, dem Fraunhofer Elektro-Auto Frecc0. In den Frecc0 (Fraunhofer E-Concept Car Typ 0) fließt das Know-how aus über 30 Fraunhofer-Instituten ein, die das Elektro-Auto im Forschungsverbund entwickeln.

Die Fraunhofer-Einrichtung für Systeme der Kommunikationstechnik ESK

Die Fraunhofer ESK verfügt über Expertise für weite Bereiche der IuK, von Übertragungstechnik über Protokolle und Systeme bis zu intelligenten Anwendungen. Ihre Kompetenzfelder Adaptive Communication Systems, Software Methodology und Mobile Solutions bündeln das Know-how, das in den Anwendungsfeldern Automotive, Industrial Communication und Communication Solutions zum Einsatz kommt.

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