Modellbasierte Design-Space-Exploration nicht-funktionaler Auslegungskriterien des Fahrzeugenergiebordnetzes

Diese Arbeit analysiert mit Hilfe einer modellbasierten Design Space Exploration (DSE) gleichzeitig den Einfluss mehrerer Freiheiten des Energieversorgungsnetzes auf die Bewertungskriterien Energieverbrauch und Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership, TCO) unter Berücksichtigung der Spannungsstabilität als Randbedingung. Statt nur einzelne Aspekte des Energieversorgungsnetzes zu optimieren wird so ein Systemoptimum gesucht. Die betrachteten Freiheiten sind die Topologie des Energieversorgungsnetzes sowie die Anzahl, Kapazität und Position der integrierten Batterien. Sowohl die Auswahl der Freiheiten im Entwurf als auch die Erweiterung der Bewertungskriterien Gewicht und Stückkosten hin zu Energieverbrauch und TCO beruhen dabei auf den Ergebnissen eines Experteninterviews. Außerdem wird eine Änderung der Informations- und Kommunikationstechnik im Fahrzeug hin zu einer Plattform mit systemweiter Trennung von Funktion und Hardware, um der wachsenden Vernetzung, Datenmenge und neuen Anforderungen wie Erweiterbarkeit gerecht zu werden, als Randbedingung der Entwürfe vorausgesetzt. Der Vorteil der generischen DSE ist die Möglichkeit, die Modelle flexibel anpassen zu können, um neben den genannten Freiheiten auch verschiedene Fahrzeugmodelle, Antriebsvarianten, Verbraucherkonfigurationen, Umgebungsbedingungen oder Randbedingungen des Entwurfs zu untersuchen. Die Ergebnisse der DSE demonstrieren, dass eine Umgestaltung der etablierten Stern- hin zu einer Bustopologie mit zwei Batterien trotz der Zunahme des Gewichts und der Stückkosten den Energieverbrauch und damit die Betriebskosten eines Verbrennungsfahrzeugs deutlich senkt und deshalb die TCO betrachtet wirtschaftlich sinnvoll ist. Zusätzlich dazu erhöht die damit erreichte fail-operational Auslegung mittels zweier unabhängiger Energiequellen die Sicherheit des Energieversorgungsnetzes. Aufgrund der fehlenden Emissionsstrafen und Steuern sowie der höheren Effizienz des Antriebsstranges haben die Materialkosten im Elektrofahrzeug einen höheren Einfluss auf die TCO, weshalb eine Umgestaltung nur für hohe Laufleistungen oder eine durchweg hohe Last der Nebenverbraucher in einer deutlichen Kostenreduktion resultiert

Proceedings EMV Kongress 2022 : Internationale Fachmesse und Kongress für Elektromagnetische Verträglichkeit

Proceedings der EMV 202

Erstmaliger Gesamtentwurf und Realisierung der Systemintegration für das Künstliche Akkommodationssystem

Das Künstliche Akkommodationssystem ist ein Linsenimplantat zur Wiederherstellung der Akkommodationsfähigkeit, aufgebaut aus aktiv-optischem Element, Sensorik, Kommunikation und Energieversorgung. Zu den Aufgaben der Systemintegration gehören die Auswahl eines Schaltungsträgers sowie die Entwicklung einer langzeitstabilen Kapselung. Die wesentlichen Herausforderungen hierbei sind der anatomisch begrenzte Bauraum sowie die Aufrechterhaltung der Dichtigkeit

Erstmaliger Gesamtentwurf und Realisierung der Systemintegration für das Künstliche Akkommodationssystem

Das Künstliche Akkommodationssystem ist ein Linsenimplantat zur Wiederherstellung der Akkommodationsfähigkeit, aufgebaut aus aktiv-optischem Element, Sensorik, Kommunikation und Energieversorgung. Zu den Aufgaben der Systemintegration gehören die Auswahl eines Schaltungsträgers sowie die Entwicklung einer langzeitstabilen Kapselung. Die wesentlichen Herausforderungen hierbei sind der anatomisch begrenzte Bauraum sowie die Aufrechterhaltung der Dichtigkeit

3D-Master-Leitungssatz - Konzept zur Entwicklung von Leitungssätzen als 3D-Master in einem realistischen, vollständigen DMU-Modell

Die Fokussierung auf eine 3D-orientierte Produktentwicklung und einen durchgängigen 3D-Prozess wird in der heutigen Industrie immer wichtiger. Im Entwicklungsprozess des Kabelbaums trifft dabei die bauraumorientierte 3D-Entwicklung auf die produktorientierte 2D-Entwicklung. Die unsaubere Trennung zwischen bestehenden Definitionssystemen im heutigen Entwicklungsprozess führt dabei zu Datendiskrepanzen, Zeitverzug und Fehlern. Im Digital Mock-Up, welcher zur digitalen Absicherung des Fahrzeugs benötigt wird, sind nur wenige Daten über den Leitungssatz als eine der größten und schwersten Einzelkomponenten des Fahrzeugs verfügbar. Diese Arbeit beschreibt dazu das Konzept des 3D-Master-Leitungssatzes, bei dem alle notwendigen Informationen des Kabelbaums direkt im 3D-Modell verfügbar werden. Basierend auf einer umfassenden Analyse des Stands der Technik zu Technologie und Methodik werden die Defizite im 3D-2D-Bereich der heutigen Entwicklung abgeleitet. Im Modellierungsteil der Arbeit werden dazu notwendige Eingangsparameter sowie die einzelnen Prozessschritte in einem 3D-Master-Modell des Leitungssatzes detailliert beschrieben und definiert. Neben der Definiton des Ausgangsdatensatzes werden dabei wesentliche Methodenbausteine wie Einzeladerrouting, Modulbildung und die Berechnung des maximalen Bauraumbedarfes im Digital Mock-Up sowie ausgewählte, begleitende Prozesse erläutert. Abschließend wird das vorgestellte Konzept für den 3D-Master-Leitungssatz anhand eines Industriebeispiels validiert.Focusing a 3D-oriented product design and an integrated 3D-process becomes increasingly important in today’s industry. In the development process of the automotive wiring harness, installation space-oriented 3D-design meets product-oriented 2D-design. Undefined boundaries between existing authoring systems in today’s development process lead to discrepancies in data, delays, and errors. Only poor data of the wiring harness is available in the digital mock-up (DMU), which is needed for the digital verification of the car, although it is one of the heaviest and biggest individual parts inside the car. This dissertation derives a concept for the 3D-Master wiring harness, which contains all needed information of the harness inside the 3D-model. Based on an Extended analysis of the state of the art of technology and methodology, the deficits in the area of 3D-2D-development are shown. In the main part of the dissertation, the needed input parameters, as well as the single process steps in a 3D-master-model of an automotive wiring harness, are described and defined in detail. Furthermore, the definition of the output parameters and significant methods such as 3D-wire-routing, module formation and the calculation of the maximum demand of space reservation for the DMU are specified. In the end, the presented concept for a 3D-Master wiring harness is validated in an industrial prototype application