Projektdatenbank

In Elektrofahrzeugen (Electric Vehicles, EV) vervielfacht sich die geschaltete elektrische Leistung gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Geschaltete Ströme von 250 A und mehr in Hochspannungsbordnetzen verursachen erhebliche dynamische Störungen. Starke elektromagnetische Störspektren bis in den Gigahertzbereich hinein können erzeugt werden. Sensoren und Steuerelektronik werden jedoch weiterhin mit den heute üblichen Spannungen von einigen Volt betrieben und verarbeiten sehr schwache Signale. Das Beeinflussungspotenzial für diese niederenergetischen Signalverarbeitungssysteme durch leitungsgeführte und abgestrahlte Störungen aus den Leistungsstufen nimmt erheblich zu. Die zuverlässige fehlerfreie Funktion der Bordelektronik ist ohne besondere Maß-nahmen gefährdet. 

Künftige Sensor-, Steuer- und Kommunikationssysteme müssen auch in der elektrisch rauen Umgebung von Elektrofahrzeugen zuverlässig funktionieren. Aufgrund der beschriebenen Problematik ist es notwendig, umfassende Studien über die tatsächlich auftretenden elektromagnetischen Störungen durchzuführen. Weiterhin müssen geeignete Gegenmaßnahmen entwickelt werden. Hierzu gehören die Störreduzierung von Leistungsschaltern, die Realisierung neuartiger Filtersysteme sowie die Erhöhung der Störfestigkeit elektronischer Bauelementen wie Sensoren, Transcei¬vern und Microcontrollern. Dabei ist der Zusammenhang zwischen Zuverlässigkeit, Kosten, Baugröße und Gewicht unbedingt zu beachten. Der für den Verbau von elektronischen Komponenten im Automobil verfügbare Platz und die daraus resultierende Nähe bei dem gleichzeitig angestrebten Verzicht auf teure und schwere Abschirmmaßnahmen spielen hierbei eine bedeutende Rolle. 

In dem Projekt EM4EM haben sich 12 Unternehmen der Automobilindustrie zusammengeschlossen, um die genannten Probleme zu lösen. Dabei wurde die gesamte Wertschöpfungskette abgebildet, Forschungsinstitutionen, Dienstleister, Halbleiterhersteller, Elektronikzulieferer und Automobilhersteller sind beteiligt. 

Im Arbeitsgebiet Bordsysteme der TU Dortmund werden neue Methoden zur messtechnischen Analyse von Störungen erarbeitet. In Verbindung mit speziellen Simulationsverfahren können diese helfen, Abhilfemaßnahmen zu definieren und zu dimensionieren. Daneben wird an neuen Modellierungsverfahren für Schutzelemente gegen Überspannung gearbeitet. Ziel ist das möglichst lückenlose Verständnis der relevanten Koppelmechanismen durch eine präzise Simulationsmethodik.