Die Herausforderungen für die Elektrik/Elektronik in der Automobilindustrie durch die Einführung einer 48-Volt-Versorgungsspannung

Conference: AmE 2014 – Automotive meets Electronics - Beiträge der 5. GMM-Fachtagung
02/18/2014 - 02/19/2014 at Dortmund, Deutschland

Proceedings: AmE 2014 – Automotive meets Electronics

Pages: 7Language: germanTyp: PDF

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Authors:
Sirch, Ottmar; Immel, Georg; Fröschl, Joachim; Brunner, Alfons; Mai, Alexander; Pröbstle, Hartmut (BMW Group, München, Deutschland)

Abstract:
Die ständig steigenden Anforderungen an die elektrische Energieversorgung in konventionellen Kraftfahrzeugen haben die Einführung von 48 Volt als zusätzliche Versorgungsspannung im Kraftfahrzeug in absehbare zeitliche Nähe rücken lassen. Bei Audi, BMW, Daimler, Porsche und Volkswagen wurde die Thematik frühzeitig aufgegriffen und eine erste Spezifikation für eine zweite Spannungsebene mit 48 Volt in Form der Liefervorschrift LV148 erarbeitet. Auch andere Automobilhersteller beschäftigen sich derzeit intensiv mit neuen Systemkonzepten auf Basis von Zwei-Spannungs-Bordnetzen mit 12 Volt und 48 Volt. Die Gestaltung und Ausprägung solcher Systeme und deren Architekturen hängen in erster Linie mit den CO2-Zielsetzungen zusammen und erfordern von den Lösungskonzepten für das Zwei-Spannungs-Bordnetz ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Effizienz, Gewicht, Bauraum und Kosten. Zusätzlich soll Freiraum für funktionale Mehrungen und Innovationen geschaffen werden, die den Kundennutzen des Systems und damit des Fahrzeugs deutlich steigern. Neben neuen funktionalen Anforderungen und den daraus resultierenden Architektur- und Dimensionierungsaufgaben ergibt sich eine Vielzahl an technischen Fragestellungen in der Elektrik/Elektronik, die frühzeitig im Rahmen der Vorentwicklungsphase zu beantworten sind: Elektromagnetische Verträglichkeit, Lichtbögen, Kurzschlüsse zwischen den Spannungsebenen und die Darstellung der Vernetzung in gemischt versorgten Systemen seien an dieser Stelle als Beispiele genannt. Die Herausforderung an das Management von elektrischer Energie und Leistung besteht einerseits im Management der Teilbordnetze mit 12 Volt und 48 Volt und andererseits in der Koordination der Teilbordnetze unter prädiktiven Aspekten mittels einer Umweltkopplung. In diesem Beitrag werden die Anforderungen an das Zwei-Spannungs-Bordnetz, die neuen Herausforderungen und der korrespondierende Lösungsraum vorgestellt. Anhand von Fallbeispielen werden die technischen Details erläutert.