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Ausgabe 6/Dezember 2010/ B 61060www.automobil-elektronik.de

MechatronikSoftware Management

MESSTECHNIK Effiziente Busanalyse Seite 17

INFOTAINMENT Bericht vom 1. Infotainment-Kongress Seite 26

MANAGEMENT Prozesse optimieren, Performanz steigern Seite 42

Das Neuste von der

electronica 2010

Seite 45

Exklusiv-Interview mit Harald Deiss, Technischer Geschäftsführer bei ZF Electronics, Seite 14

Elektronikkompetenz bei ZF erweitert

AEL6_12_BP2.indd 1AEL6_12_BP2.indd 1 30.11.2010 11:56:06 Uhr30.11.2010 11:56:06 Uhr

Wir bedanken uns für die gute Zusammenarbeit und wünschen

Ihnen frohe Festtage und einen guten Rutsch ins neue Jahr!

FroheWeihnachtenPhotovoltaik-Produktion

E F F I Z I E N Z I M H Y G I E N E P R O Z E S S

AU S R Ü STU N G P RO D U KTI O N O RGA N I SATI O N

Das Entscheidermagazin für Verpackungsprozesse

09 | September 2010

Finnland: Frischer Wind aus Nordost Seite 22 Interview mit Dr. Peter Golz, VDMA: Die Früchte ernten Seite 26 Etikettendruck: Damit die Chemie stimmt Seite 70

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FachPack 2010: Umfassendes Angebot an Neuheiten Seite 106

Fleischverpackung: Fleischverpackung:

Gemeinsam Gemeinsam erfolgreich erfolgreich Seite 36Seite 36

GipfelgesprächLothar Leder:Die Motivation des Ironman

Interview Gerd Hoppe, Beckhoff: Konsequenter umsetzen

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SPS/IPC/Drives 2010Schauplatz Nürnberg

11·2010

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Automatisierungslösungen für sichere Bahnübergänge

IEE auf der SPS/IPC/Drives

in Halle 9, Stand 140

Sicher kreuzen

SPS/IPC/Drives 23.11. bis 25.11.2010

Memory-MeisterNAND-Flash-Technik für Embedded-Applikationen und mobile Geräte Seite 16

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Deutschland-Ausgabe

elektronikDas D+A+CH-Magazin von Profi s für Profi s

LeistungsbauteileWelche Mosfets eignen sich für die Gleichstromlasten mobiler Geräte? Die FOM entscheidet Seite 26

WindkraftDas Wärmemanagement entschei-det: Leistungsmodule leben länger mit Flüssigkeitskühlung Seite 62

FertigungstechnikAusdehnungsarme Leiterplatten mit mineralischen Füllstoffen sind fi t für HF-Anwendungen Seite 52

11/2010

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Micronas, Freiburg 29 Microsemi, Neufahrn 35 NDS c/o Volkswagen, Wolfsburg 30 NXP, Hamburg 35 PTR Messtechnik, Werne 19 Renesas Electronics, Ratingen 7,34 Rohm Semiconductor, Willich-Münchheide 35 Schaffner-Gruppe, CH- Luterbach 11 Secunet Security Networks, Essen 32 Silicon Labs, Hallbergmoos 29 Softing, Haar 5 TDK-EPC, München 50 Vector Consulting, Stuttgart 42 Wöhrle electronic, Steinenbronn 38 ZF Electronics, Friedrichshafen 14 ZMDI Zentrum Mikroelektronik, Dresden 40 ZVEI, Frankfurt 6, 45, 48

www.automobil-elektronik.de www.all-electronics.de 8. Jahrgang ISSN: 0939–5326

Abonnement-Service: E-Mail: [email protected] Tel.: 06123/9238–257, Fax: 06123/9238–258 Leitung Herstellung: Horst Althammer Art Director: Jürgen Claus Layout: Susanne Brenneis, Cornelia Roth Satz und Litho: abavo GmbH, Nebelhornstr. 8, 86807 Buchloe Druck: Kessler Druck + Medien, Michael-Schäffer-Straße 1, 86399 Bobingen Erscheinungsweise: 6x jährlich Bezugsbedingungen/Bezugspreise 2010 (unverbindliche Preisempfehlung): Jahresabonnement (inkl. Versandkosten) Inland € 98, Ausland € 113. Einzelheft (zzgl. Versandkosten) € 19. Der Studentenrabatt beträgt 35%. Kündigungsfrist: jederzeit mit einer Frist von 4 Wochen zum Monatsende. Alle Preise verstehen sich inkl. MwSt. © Copyright Hüthig GmbH 2010, Heidelberg.

Eine Haftung für die Richtigkeit der Veröffentlichung kann trotz sorgfältiger Prüfung durch die Redaktion, vom Verleger und Herausgeber nicht übernommen werden. Die Zeitschriften, alle in ihr enthaltenen Beiträge und Ab-bildungen, sind urheberrechtlich geschützt. Jede Verwer-tung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechts-gesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigun-gen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspei-cherung und Bearbeitung in elektronischen Systemen. Mit der Annahme des Manuskripts und seiner Veröffent-lichung in dieser Zeitschrift geht das umfassende, aus-schließliche, räumlich, zeitlich und inhaltlich unbe-schränkte Nutzungsrecht auf den Verlag über. Dies um-fasst insbesondere das Printmediarecht zur Veröffent-lichung in Printmedien aller Art sowie entsprechender Vervielfältigung und Verbreitung, das Recht zur Bearbei-tung, Umgestaltung und Übersetzung, das Recht zur Nutzung für eigene Werbezwecke, das Recht zur elektro-nischen/digitalen Verwertung, z.B. Einspeicherung und Bearbeitung in elektronischen Systemen, zur Veröffent-lichung in Datennetzen sowie Datenträger jedweder Art, wie z. B. die Darstellung im Rahmen von Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD und DVD und der Datenbanknutzung und das Recht, die vorgenannten

Nutzungsrechte auf Dritte zu übertragen, d.h. Nach-druckrechte einzuräumen. Die Wiedergabe von Ge-brauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen und dergleichen in dieser Zeitschrift berechtigt auch oh-ne besondere Kennzeichnung nicht zur Annahme, dass solche Namen im Sinne des Warenzeichen- und Marken-schutzgesetzgebung als frei zu betrachten wären und da-her von jedermann benutzt werden dürfen. Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haf-tung übernommen. Mit Namen oder Zeichen des Verfas-sers gekennzeichnete Beiträge stellen nicht unbedingt die Meinung der Redaktion dar. Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen für Autorenbeiträge.

R E DA K T I O N

A N Z E I G E N

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Mediaberater Österreich: Hagen Reichhoff, Tel.: 06221/489-304 E-Mail: [email protected]

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Sonderdruckservice: Inge Breutner Tel.: 06221/489–492, E-Mail: [email protected] Zur Zeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 9 vom 01.10.2010

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Hüthig GmbH Im Weiher 10, 69121 Heidelberg Tel.: 06221/489-0, Fax: 06221/489-482 www.huethig.de Amtsgericht Mannheim HRB 703044. Geschäftsführung: Fabian Müller Verlagsleitung: Rainer Simon Vertrieb: Stefanie Ganser Produktmanager Online: Philip Fischer Leser-Service: E-Mail: [email protected] Tel.: 06123/9238–257, Fax: 06123/9238–258

IHRE KONTAKTE: Redaktion: Telefon: 0 62 21/489-240, Fax: -482 Anzeigen: 0 62 21/489-363, Fax: -482 Abonnement- und Leser-Service: Telefon: 06123/9238–257, Fax: 06123/9238–258

IMPRESSUM

Chefredaktion: Dipl.-Ing. Siegfried W. Best (sb), (v.i.S.d.P.) Tel.: 06221/489–240, E-Mail: [email protected] Redaktion: Dipl.-Ing. Alfred Vollmer (av), Tel.: 089/60668579, E-Mail: [email protected] Dipl.-Ing. Hans Jaschinski ( jj) Tel.: 06221/489–260, E-Mail: [email protected] Assistenz: Inge Breutner Tel.: 06221/489–492, E-Mail: [email protected]

A U S L A N D S V E R T R E T U N G E N

Frankreich, Belgien: SL REGIE, Sophie Lallonder, 12, allée des Crételles, F – 37300 Joué-Lès-Tours, Tel : +33–2–47 38 24 60, Fax : +33–2–90 80 12 22 E-Mail: [email protected] Großbritannien: Richard H. Thompson Ltd., 38 Addison Avenue, GB-London W11 4QP, Tel.: +44(0)20 7602 1065, Fax: +44(0)20 7602 2198, E-Mail: [email protected] Schweiz, Liechtenstein: Monika B. Ailinger, MarCoMedia GmbH, Obereichliweg 31, CH-6405 Immensee, Tel.: +41–41–850 44 24, Fax: +41–41–850 45 29, E-Mail: [email protected] USA und Kanada: Marion Taylor-Hauser, Max-Böhm-Ring 3, 95488 Eckersdorf, Tel.: +49 921 31663, Fax: +49 921 32875, E-Mail: [email protected]

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BMW-Chef Norbert Reithofer in der Süddeutschen Zeitung vom 25.11.2010 äußerte, kann man sich kaum vorstellen: „Die Elektromobilität kommt. Für Autohersteller, die da zögern, wird es verdammt eng werden.“

In den letzten beiden Jahren haben wir wesentliche Grundlagen erarbeitet sowie an den Bauplänen der E-Fahrzeuge gearbeitet. Bildlich gesprochen schachtet so mancher OEM bereits die Baugrube seiner EVs aus, um dann 2011 die Fundamente zu legen und zu befestigen. Diese Fundamente müssen einen massiven EV-Basis-technologie-Keller tragen können – ein Vorgang, der sicherlich bis 2012 dauert. Gleichzeitig bringen manche Automobilhersteller mit der Geschwindigkeit eines Fertighausbaus noch ein erstes E-Fahrzeug auf den Markt; man denke nur an Opel und die französischen OEMs.

Die meisten deutschen Automobilhersteller setzen da doch lieber auf solide Massivbauweise, die schon immer etwas mehr Zeit beanspruchte, dafür aber im Alltag auch eine viel größere Haltbarkeit aufweist – ein Grundgedanke, der neben der Standardisierung auch während den Automotive-Forumsgesprächen auf der electronica (ab Seite 45) eine wesentliche Rolle spielte. Übrigens: Die E-Mobilität spielt sich bei Audi jetzt unter einem physikalischen Dach ab (Seite 8).

Mit hoher Wahrscheinlichkeit wird das 3. Kompetenztreffen Elektromobilität des ZVEI, das am 23. und 24.2.2011 in Köln mit der begleitenden Fachausstellung elektro:mobilia stattfinden wird, ziemlich hohe Besucherzahlen aufweisen, weil es noch vieles zu besprechen gilt.

Dennoch werden wir sicherlich auch die anderen aktuellen Themen wie Sicher-heit, Fahrerassistenz und Infotainment parallel zur Elektromobilität vorantrei-ben, zumal sich im Gesamtsystem immer wieder thematische Überschneidun-gen ergeben.

Wir vom Redaktionsteam der AUTOMOBIL-ELEKTRONIK wünschen Ihnen Frohe

Weihnachten und einen guten Rutsch in ein gesundes, erfolgreiches Jahr 2011!

STANDPUNKT

Siegfried W. Best

S o kryptisch und vielfältig wie das Wortspiel in der Überschrift sind auch die Herausforderungen, vor denen unsere Branche derzeit steht: Manche se-hen diese „Challenges“ revolutionär, manche als natürlichen Evolutions-schritt, für andere kommen sie eher einer Revolte gleich, aber alle sind sich

einig, dass die in Volt gemessene elektrische Spannung im Antriebsstrang schon (sehr) bald eine aktive Rolle bei der Traktion spielen wird.

Als ich (Alfred Vollmer) vor knapp zwei Jahren mein Editorial zum Jahresbeginn 2009 unter das Thema „Elektroauto: Yes we can!“ stellte (das Heft kam kurz nach Barack Obamas Vereidigung heraus), distanzierte sich so mancher Leser von dieser Meinung. Jetzt zeigt sich, dass diese Distanzierung eher taktischer Natur war, um unter Ausschluss der Öffentlichkeit fieberhaft an dem Thema E-Mobilität arbeiten zu können. Ein deutlicheres Bekenntnis zur automobilen Welt von morgen, als es

Auf dem Weg zur rEvol(t)ution

Alfred Vollmer

Hans Jaschinski

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INHALT

ELEKTRONIKKOMPETENZ BEI ZF ERWEITERT Die ZF Friedrichshafen AG hat im Jahr 2009 die Cherry Corporation übernommen und führt die-se als ZF Electronics GmbH weiter. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK erkundigte sich bei Harald Deiss, Technischer Geschäftsführer bei der ZF Electro-nics GmbH, nach den Hintergründen und den ersten gemeinsamen Aktivitäten. 14

DAS AUTO ALS ENTERTAINMENTZENTRALE Die erste Fachtagung Infotainment war mit rund 90 Teilnehmern ein echter Erfolg. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK war für Sie vor Ort und berichtet. 26

SZENE Standpunkt: Auf dem Wegzur rEvol(t)ution 3

ZVEI-Standpunkt: Anforderungen, Trends und Chancen 6

Automotive Aktuell: News aus der Branche 8

1. FACHTAGUNG INFOTAINMENT: Das Auto als Entertainmentzentrale 26

ELECTRONICA 2010: Wie kommt der Strom ins Fahrzeug? 45

Schlüsselbauelemente für E-Fahrzeuge 48

MANAGEMENT Titel: Exklusiv-Interview mit Harald Deiss, Technischer GF bei ZF Electronics GmbH Erweiterte Elektronikkompetenz für ZF ein großer Zugewinn 14

Exklusiv-Interview mit Thilo von Selchow, CEO bei ZMDI Erfolgreiche Ausrichtung auf energieeffiziente Produkte 40

MESSEN/TESTEN Busanalyse: Kosteneffizienz durch Individualisierung 17

Aus welchem Grund sind Konformitätsprüfungen wichtig? 20

Fahrdynamikmessungen: schnell, sicher und aussagekräftig 22

INFOTAINMENT Navigation Data Standard (NDS): Bald Industriestandard? 30

SECURITY Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser 32

BATTERIESYSTEME Wie entsteht eine Li-Ionen-Batterie? 36

LICHTSYSTEME Umspülende Flüssigkühlung von Power-LEDs 38

PROZESSOPTIMIERUNG Prozesse optimieren - Performanz steigern 42

NEUE PRODUKTE Neue Produkte 29, 34, 35, 47, 50

Impressum/Firmenverzeichnis 3. US

EFFIZIENTE BUSANALYSE Das Mess- und Analyse-Tool Caromee leitet eine neue Ära im Bereich der Analysewerkzeuge ein, denn Caromee bietet dem Anwender ein neues Maß an Offenheit und Flexibilität. Das optimiert die Kosten und macht die Arbeit effizienter. 17

Der Online-Service der AUTOMOBIL-ELEKTRONIK zeigt den Weg zu interessanten Applikationsschriften aus dem Bereich Auto-mobilelektronik. Über einen infoDIRECT-Code, eingegeben auf unserer Webseite www.all-electronics.de, gelangen Sie direkt zu der Applikationsschrift.

4 AUTOMOBIL-ELEKTRONIK � Dezember 2010


VERTRAUEN IST GUT, KONTROLLE IST BESSER Wenn Apps ins Fahrzeug kommen, dann stellen sich ganz neue Fragen in punkto Security (intrin-sische Datensicherheit), denn die Safety (hier: Fahrsicherheit) darf nie beeinträchtigt werden. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK zeigt, wie sich dieser Security-Aspekt umsetzen lässt. 32

PROZESSE OPTIMIEREN – PERFORMANZ STEIGERN Jedes Unternehmen will seine Prozesse optimie-ren und die Performanz steigern. Die große Frage lautet jedoch: Wie? AUTOMOBIL-ELEKTRONIK er-klärt, mit welchem Ansatz Sie Erfolg haben, und liefert zum Einstieg einen Selbsttest. 42

FOCUS ELEKTROMOBILITÄT Auf der electronica 2010 veranstaltete der ZVEI zwei Podiumsdiskussionen, die jeweils von AU-TOMOBIL-ELEKTRONIK-Redakteur Alfred Vollmer moderiert wurden. Am Mittwoch ging es um das Thema „Wie kommt der Strom ins Fahrzeug?“, am Donnerstag um die „Schlüsselbauelemente für E-Fahrzeuge“. Die wichtigsten Statements finden Sie ab Seite 45

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M it seiner Technologie-Roadmap gibt der Arbeitskreis Technologieplattform im ZVEI-Fachverband Electro-nic Components and Systems einen Ausblick auf die

technologische Entwicklung von elektronischen Bauelementen und Baugruppen bis zum Jahr 2020. Auf etwa 190 Seiten wer-den erstmals neben den technologischen Ausblicken und Prog-nosen auch nicht-technische Einflussfaktoren analysiert und berücksichtigt.

Generell werden auf Bauteil- und Systemebene neben der Materialsubstitution aufgrund von Stoffbeschränkungen (RoHS, REACh, usw.) weiterhin die Integrationsfähigkeit, eine verbesserte Funktionalität, Miniaturisierung, steigende Kom-plexität und eine verbesserte Aufbau- und Verbindungstechnik

sen durch Sensoren und Aktuatoren wird sich signifikant erhö-hen, um angepasste und effizientere Geräte zu entwickeln.

Ein anderer, nicht unwesentlicher Faktor ist die zunehmen-de Orientierung in Richtung Südostasien. Dies betrifft sowohl die Herstellung aber auch den Absatz in diesen Regionen. Um nicht in die Bedeutungslosigkeit abzusinken, müssen die Be-dürfnisse des südostasiatischen (Massen-)Marktes in der Ent-wicklung mit berücksichtigt werden. Man muss sich bewusst sein, dass Europa und Nordamerika von den Bevölkerungszah-len nur eine Minderheit der Weltbevölkerung darstellen (2010: 18%).

Getrieben vom Klimaschutz und der notwendigen Nachhal-tigkeit wird der Einfluss an staatlichen Regulierungen (lokal,

Anforderungen, Trends und Chancen

Dr. Rolf Becker ist Leiter des ZVEI- Arbeitskreises Technologieplattform. Er arbeitet bei der Robert Bosch GmbH im Geschäftsbereich Automotive Electronics

ZVEI-STANDPUNKT

Effiziente und wettbewerbsfähige Entwicklungen können nicht separat und in einzelnen Segmenten der Elektronik-industrie erfolgen, sondern müssen die Endanwendung im Visier haben.

national und international) weiter zunehmen. Die Industrie wird sich dem nicht entziehen können, so dass diese Forderun-gen auch Einfluss auf die Herstellung von Produkten haben werden. Effiziente und wettbewerbsfähige Entwicklungen kön-nen zudem nicht separat und in einzelnen Segmenten der Elek-tronikindustrie erfolgen, sondern müssen die Endanwendung im Visier haben. Bauelemente und Materialien müssen zuei-nander kompatibel sein und als Ganzes im Endprodukt(-gerät) zusammenwirken.

Die Technologie-Roadmap liefert ein „Spielfeld an technisch Machbarem“. Dabei lassen sich Handlungsoptionen und Priori-täten identifizieren. So werden, ausgehend vom Stand der Tech-nik, Aussagen über Art, Geschwindigkeit und Richtung mögli-cher Technologieentwicklungen formuliert. Darüber hinaus werden technische Fortschritte an ausgewählten weltweiten Megatrends gespiegelt.

Die Publikation ist über den ZVEI Fachverband Electronic Components and Systems erhältlich unter [email protected].

wesentliche Einflüsse auf die Entwick-lungen haben. Eine treibende Rolle bei der Produktion wird die Schonung von Ressourcen bei gleichzeitig optimierter Nutzung vorhandener Energien (Ener-gieeffizienz) spielen. Zunehmende „inte-grierte Funktionalitäten“ werden Stan-dardbauelemente eher in den Hinter-grund drängen. Andererseits wird ver-sucht, auf Basis von hochflexiblen „Plattformen“ individuelle Kundenwünsche zu erfüllen, um Kostenvorteile durch Volu-menfertigung nicht zu verlieren.

Als wesentliche Faktoren für zukünftige Technologieent-wicklung werden sich die Priorisierung der Energie und die Ver-knappung der Ressourcen darstellen. Dadurch bedingt ver-schiebt sich der Fokus auf Leistungsbauelemente sowie das Energiemanagement elektronischer Systeme und Schaltungen. Wesentliche Tendenzen im Bezug auf Energieverbrauch und Nutzen elektrischer Energie lassen sich zum Beispiel bereits heute im Bereich der Kfz-Elektronik beobachten. Aufgrund von nicht-technischen Megatrends wird sich die Kommunikation vom reinen Informationsaustausch verstärkt in Richtung einer „Unterstützung und Sicherheit“ bewegen. So führt beispiels-weise eine zunehmende „alternde Bevölkerung“ zwangsläufig zu Entwicklungen, die vor allem den Medizinbereich im Hin-blick auf Monitoring aber auch Diagnostik revolutionieren kön-nen. Das Erfassen und Berücksichtigen von Umgebungseinflüs-



Die koreanische Foundry Dongbu HiTek hat für Prozesstechnologien und IP AEC-Q100-Zertifizierungen erworben, um so verstärkt das Automotive-IC-Segment zu bedienen. Bang & Olufsen, Molex, Nippon Seiki, Toyoda Gosei und TTTech sind jetzt neue Mitglieder der MOST Cooperation. Bosch hat bereits über eine Million De-noxtronic-Systeme für Nutzfahrzeuge gefertigt. ZF Friedrichshafen hat Preh in der Kate-gorie Betriebsbedarf mit dem ZF Sup-plier Award ausgezeichnet. Knorr Bremse hat mittlerweile über 20 Millionen Scheibenbremsen ausgeliefert. Toyota testet den Prius Plug-In jetzt auch in China.


Die Adam Opel GmbH hat die Änderung der Rechtsform zur AG beantragt. Gentex wird die automatisch abblen-denden Innenspiegel für die Volvo-S60-Modelle liefern. PLS Programmierbare Logik & Systeme und Logic Technology haben ein pan-europäisches Distributionsabkommen unterzeichnet. NAVTEQ hat das den 3D-Spezialisten Pi-xelActive übernommen. VDA-Präsident Matthias Wissmann wur-de einstimmig für weitere zwei Jahre wiedergewählt. Infineon hat für seine Mikrocontroller den Bayerischen Staatspreis für Elektro-mobilität in der Kategorie „Antriebstech-nik“erhalten.

Europäische Ford-Modelle auf Basis der Focus Plattform werden künftig mit der elektrischen Zahnstangen-Lenkug (Belt Drive EPS) von TRW Automotive aus-gestattet. Der Multi-Threaded-Core MIPS32 34K von MIPS Technologies dient als Herz-stück für das Unfallvermeidungssystem C2–270 von Mobileye. Visteon hat einen kompakten elektri-schen Kältemittelverdichter fürHybrid- und Elektrofahrzeuge vorgestellt. 60 E-Fahrzeuge des Typs Peugeot iOn bringt Eon in einer eigenen Testflotte auf die Straße. Die Neusoft Corporation, ein Anbieter von IT-Lösungen und Dienstleistungen in China, ist jetzt Mitglied der GENIVI Al-liance.

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NACHRICHTEN

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AUTOMOTIVE AKTUELL

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E-Mobilität bei Audi: Jetzt unter einem Dach Audi hat ein neues Entwicklungs- und Prüfzentrum für elektrifizierte Antriebe am Standort Ingolstadt in Betrieb genom-men. Künftig werden dort rund 840 Mit-arbeiter die Themen Antrieb, Batterie und Leistungselektronik weiter vorantreiben – und zwar „in einer stark vernetzten Ar-beitsweise“. „Mit dem neuen Entwicklungs- und Prüf-zentrum für elektrifizierte Antriebe haben wir einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zur E-Mobilität gesetzt“, betont Audi-Entwicklungsvorstand Michael Dick: „Die räumliche Zusammenführung der am Ent-wicklungsprozess beteiligten Mitarbeiter ermöglicht schnelle und effiziente Lösungs-wege.“ Audi hat in den vergangenen beiden Jahren rund 65 Millionen Euro in den Neubau mit 14.000 Quadratmeter Fläche investiert. Auf insgesamt sieben Stockwerken testen die Ingenieure zunächst die einzelnen Kom-ponenten, simulieren dann das Zusammen-spiel von Antrieb, Batterie und Leistungs-elektronik und führen schließlich den ge-samten Antriebsstrang zusammen und er-proben ihn. In der Höhensimulationskam-mer und den Tiefkälteprüfständen werden im nächsten Entwicklungsschritt mit dem kompletten Fahrzeug Testläufe bei vielen unterschiedlichen klimatischen Bedingun-gen auf 4200 m Höhe und von –40 °C bis +60 °C getestet und freigegeben. „Die Vernetzung zeigt sich nicht nur bei den Prüfständen, sondern spiegelt sich in der

gesamten Architektur des Gebäudes wie-der“, erklärt Richard Schmidmeier, der als Projektleiter die Erweiterung des Aggrega-te-Centers seit dem Baubeginn im Septem-ber 2008 begleitet hat. So seien die Arbeits-plätze in den neuen Büros ergonomisch, hell und weitläufig gestaltet. Zusätzlich haben die Planer sogenannte „Think Tanks“ einge-richtet, in denen sich die Mitarbeiter spon-tan zusammenschließen können, um Fra-gestellungen zu erörtern. „Der offene Cha-rakter und die vielen Besprechungsräume vermitteln eine Spur Campus-Atmosphä-re“, betont Schmidmeier. Bereits im Jahr 2011 soll der Audi Q5 Hybrid auf den Markt kommen, und für Ende 2012 plant Audi, den Elektrosportwagen R8 e-tron in einer kleinen Stückzahl auf die Straße zu bringen.

infoDIRECT www.all-electronics.de Link zu Audi 387AEL0610

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Thermomanagement Mentor Graphics präsentiert mit FloTHERM v.9 die nächste Generation seiner 3D-Strö-mungssimulationssoftware (Computatio-nal Fluid Dynamics – CFD) für Anwendun-gen im Bereich der Kühlung von Elektronik. Die neue Version verfügt nach Angaben von Dr. Erich Bürgel, General Manager der Me-chanical Analysis Division bei Mentor, über „die branchenweit ersten Funktionen, die Engpässe in thermischen Designs finden und Lösungen zur schnellen Entwärmung empfehlen“. Dr. Bürkel erläutert die Technologie hinter der Tool-Erweiterung: „Mit der zum Patent angemeldeten Technologie bietet die Flo-THERM-Software Bottleneck- und Shortcut-Bereiche, so dass Ingenieure erstmals iden-tifizieren können wo eine Stauung des Wär-meflusses in einem Elektronikdesign auf-tritt und warum. Zudem ermittelt diese Technologie ‚thermische’ Abkürzungen zur schnellen effizienten Lösung eines Design-problems.“ Mit diesen Neuerungen bietet FloTHERM den Entwicklern neue Möglichkeiten bei der Umsetzung des Wärmemanagements be-reits in der Planungsphase. Details zum Einsatz des Tools in der Praxis finden Sie in der Langversion dieses Bei-trags per

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Aktuelle TargetLink-Partner

AUTOMOTIVE AKTUELL

NAMENDipl.-Ing. Alf Henryk Wulf, Vorstandsvorsit-zender der Alcatel-Lu-cent Deutschland AG, wird am dem 1.1.2011 neuer VDE-Präsident.

Dipl.-Ing. Jürgen Pampel (46) ist neuer Technischer Leiter bei EcoCraft Automoti-ve, dem Hersteller des emissionsfreien elektrischen Kleinlieferwagens EcoCarrier.

Avnet Abacus hat Mi-chael Hettrich als Euro-pean Asset Director be-nannt. Als Account Manager für den Automobil-zulieferer Continental hat Stephan Büchner eine neue Herausfor-derung im Vertrieb bei der iSYSTEM AG ange-nommen.

Frank-Peter Böhm hat OpenSynergy ver-lassen. Dr. Stefaan Sonck Thiebaut, derzei-tiger CTO, und Rolf Morich, derzeitiger COO, werden die Aufgaben des CEOs ge-meinsam übernehmen.

Harald Oettl, der bis-lang Business Unit Di-rector für Architektur und Bauwesen bei Au-todesk und Mitglied der Geschäftsführung war, steht nun als Ge-schäftsführer an der

Spitze von Autodesk in Zentraleuropa. Der FVA wählte Manfred Herrmann (Opel) zum Vorsitzenden des Arbeitskrei-ses ‚Elektrische Energie-Speichertechnik’.

Kay Seidensticker ist Geschäftsführer des neu gegründeten Ipe-tronik-Geschäfts-bereichs „Ipetec Prüf-standtechnik“ mit Sitz in Hamburg.

Partnerprogramm für dSPACE TargetLink dSPACE hat ein Partnerprogramm rund um die modellbasierte Entwicklung von Steuer-geräte-Software mit dem Seriencode-Gene-rator TargetLink ins Leben gerufen. Die Produkte der am Programm teilneh-menden Partnerfirmen ergänzen und erweitern TargetLink. Anwen-der erhalten damit zusätzliche Un-terstützung für ein effizientes, modellbasiertes Entwicklungs-vorgehen. TargetLink-Produktmanager Mi-chael Beine erklärt: „Wir setzen gezielt auf Partnerschaften, um unseren Kunden eine vollständige Werkzeugkette anbieten zu kön-nen, basierend auf Best-in-Class-Lö-sungen, die alle nahtlos mit TargetLink zusammenspielen. Die Produkte unserer Partner bieten dabei Lösungen in angren-zenden Bereichen wie modellbasiertes Tes-ten und automatische Modellüberprüfung und unterstützen beispielsweise auch eine standardkonforme Entwicklung von sicher-heitsrelevanten Anwendungen.“ Als TargetLink Strategic Partner mit an Bord sind die Firmen BTC Embedded Sys-tems AG sowie die Model Engineering So-lutions GmbH. Als TargetLink Partner betei-ligen sich bereits die Firmen PikeTec GmbH,

Reactive Systems Inc., die AFT Atlas Fahr-zeugtechnik GmbH sowie Emerge-Engi-neering. infoDIRECT www.all-electronics.de

Link zum TargetLink Partner Progam von dSPACE 382AEL0610

Test und Transport von Li-Ionen-Batterien Unterstützung bei einem eventuell not-wendigen Re-Design des Akku-Packs und der Ausstellung der für den Transport von Lithium-Ionen-Zellen beziehungsweise Akkus mit den notwendigen Gutachten und Zertifikate an. Ausführliche Details zu Sicherheitsstan-dards, Transportbestimmungen, Testreihen und Regelungen finden Sie in der Langver-sion dieses Beitrags. infoDIRECT www.all-electronics.de

Link zur Langversion 383AEL0610

Ihre eigenen Produkte auf Herz und Nieren prüfen lassen können Hersteller und An-bieter von Lithium-Ionen-Zellen/-Akkus im neuen Testlabor, das die batteryuniver-sity.eu mit Unterstützung des BMZ Batte-rien-Montage-Zentrum in Karlstein in Be-trieb genommen hat. In der Einrichtung, ei-ne der modernsten ihrer Art in Europa, las-sen sich Zellen bei 0 bis 5 V mit bis zu 10/120 A sowie Akkus bei 0 bis 60 V mit bis zu 200 A beziehungsweise bis 12 kW tes-ten. Batteryuniversity.eu bietet darüber hi-naus auch die Durchführung kompletter UN-Transport-Tests inklusive fachlicher

SB LiMotive beginnt Batteriefertigung beginnt dann die Großserienfertigung. Bis 2015 will SB LiMotive die Kapazität der Zel-lenfertigung auf gut vier Gigawattstunden pro Jahr hochfahren – ausreichend für rund 180 000 Elektrofahrzeuge. Weitere Details finden Sie in der Langversion. infoDIRECT www.all-electronics.de

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SB LiMotive hat im koreanischen Ulsan eine neue Fabrik für die Fertigung von Lithium-Ionen-Batteriezellen für Hybrid- und Elek-trofahrzeuge offiziell in Betrieb genommen. Nach der Grundsteinlegung im September 2009 wurde die Fertigung in Ulsan binnen neun Monaten aufgebaut. Die Produktions-fläche ist rund 34 000 Quadratmeter groß. Die Produktion startet mit Batteriezellen für Vorserienprojekte. Im kommenden Jahr



Schaffner liefert in EVs Die Schaffner Gruppe hat von einem großen europäischen Autohersteller einen Auftrag im unteren zweistelligen Millionenbereich zur Lieferung von Komponenten für ein Serien-fahrzeug mit Elektroantrieb erhalten. Die Schaffner-Gruppe entwickelt und liefert EMV- und Power Quality-Komponenten für den elektrischen Antriebsstrang im Fahrzeug (inkl. Hybride) sowie für die Ladeinfrastruktur.

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AUTOMOTIVE AKTUELL


Baden-Baden: Elektrisches Fahren in der Praxis

Für die 380 Teilnehmer hatte Dr. Runge sein Kongressmotto sehr pragmatisch formu-liert: „Die E-Mobilität kommt. Lasst uns nicht darüber reden, was nicht geht, son-dern darüber, was geht.“ Dr. Runge ist sich sicher: „Wir brauchen einen Bewusstseinswechsel in den Köpfen unserer Ingenieure. Lasst uns die Skepsis weglassen, lasst uns das machen, was machbar ist.“ Den Grund dafür liefert der ehemalige Leiter von ZF Lenksysteme gleich mit: „Die deutsche Au-tomobilindustrie ist gezwungen, das Thema

Elektromobilität schnellstmöglich zum Mas-senprodukt zu machen.“ BMBF Prof. Dr. Wolf-Dieter Lukas, Ministerialdirek-tor, Abteilung Schlüsseltechnologien – For-schung für Innovationen, im BMBF, erklärte dann auch: „1 Million Elektrofahrzeuge in 2020 sind sein Primär-, sondern ein Sekun-därziel. … Wir müssen nicht Leitmarkt, son-dern Leitanbieter sein.“ Batterien Trotz Schwerpunktinvestitionen in die Elek-trochemie wird es sicherlich ein schwieriges Unterfangen. Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer vom In-stitut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe an der RWTH Aachen erklärte, wa-rum es so schwierig ist: „Bei der Produktion von Batterien sind uns die Asiaten voraus, weil sie 20 Jahre Erfahrung mit der Fertigung von Consumer-Zellen haben. … Wir müssen tat-sächlich auch die Maschinen zur Batteriefer-

„Die deutsche Industrie war in punkto Elek-tromobilität im Winterschlaf“, erklärte Dr. Wolfgang Runge, Leiter der VDI-Tagung „Baden-Baden Spezial“ während der Ver-anstaltung, aber mittlerweile sei die Bran-che mehr als aufgewacht. Entsprechend praxis- und lösungsorientiert lief auch die-ser Kongress ab, der den Untertitel „Elektri-sches Fahren machbar machen“ trug.

Opel nimmt Reservierungen für den Ampera an

Obwohl Opel noch keinen Liefertermin für den rein elektrisch angetriebenen Ampera (das europäische Pendant zum Chevrolet Volt) nennt, nimmt das Unternehmen jetzt Reser-vierungen an. Details zum aufschlussreichen Prozedere finden Sie in der Langversion.

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tigung erst entwickeln, wir müssen die Pro-zesse erst entwickeln und ausprobieren.“ Exakt hier sieht Prof. Sauer das große Problem: „Die Zeitkonstanten sind so, dass wir die Zel-len innerhalb eines Jahres nicht zerstört ha-ben; es dauert somit sehr lange, bis wir Rück-wirkungen aus der Produktion haben.“ Neues Denken Elektrizität sei genügend vorhanden in Deutschland, so Prof. Sauer, denn alle Fahr-zeuge zusammen, die in Deutschland fah-ren, benötigten bei vollelektrischem Be-trieb gerade einmal 17% des aktuellen deutschen Stromverbrauchs. Prof. Lukas lenkte das Thema noch in eine andere Rich-tung, die bereits auch von OEM-Seite mehrfach angesprochen wurde, obwohl sie bei den OEMs nicht gerade beliebt ist. Prof. Lukas: „Ich glaube, wir müssen in punkto Mobilität denken und nicht nur in punkto Auto.“ (av)

Kabelloses Laden von Elektrofahrzeugen Das Bundesministerium für Umwelt, Natur-schutz und Reaktorsicherheit (BMU) hat ein Forschungsprojekt zum induktiven Laden von Elektrofahrzeugen auf den Weg ge-bracht. Im Rahmen des Förderprojekts erfor-schen die beteiligten Partner, die Con-ductix-Wampfler AG in Weil am Rhein sowie die Daimler AG in Stuttgart die technische Realisierbarkeit eines komfortablen Lade-systems mit hohem Wirkungsgrad und die Potenziale des kabellosen Ladens für auto-mobile Anwendungen. Beim kontaktlosen, induktiven Laden ver-läuft das Aufladen der Batterie dagegen deutlich einfacher: Der Ladevorgang startet automatisch, sobald das für das induktive Laden ausgerüstete Fahrzeug auf einem entsprechenden Ladepunkt abgestellt wird. Diese induktiven Ladepunkte lassen sich völlig unsichtbar und vandalismussicher im öffentlichen Raum wie beispielsweise in Parkhäusern und Parkflächen integrieren. Eine Realisierung für Privathaushalte ist ebenfalls möglich. Das induktive Laden erfordert keinerlei Be-dienung durch den Fahrer, wenn man von einmal getroffenen Voreinstellungen ab-sieht, die unter anderem die gewünschten Stromtarife und Reichweiten berücksichti-gen. Die Energieübertragung erfolgt induk-tiv über den Luftspalt zwischen der fest in-stallierten Bodenspule und der Spule im Fahrzeugunterboden ähnlich wie bei einem Transformator. Die Elektronik der Boden-spule erkennt die korrekte Position des Fahr-zeugs automatisch und tauscht über eine

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Nahfeldkommunikation alle für den Lade-vorgang notwendigen Informationen mit dem Fahrzeug aus. Durch den Automatis-mus beim kabellosen Laden können bei ent-sprechender Infrastruktur mehr Ladevor-gänge bei geringerer Ladestrommenge durchgeführt werden und dadurch zu einer längeren Batterielebensdauer führen. Der Fahrzeughersteller integriert die von den Partnern entwickelten fahrzeugseiti-gen Komponenten des kabellosen Ladesys-tems mechanisch und elektrisch in das Elek-trofahrzeug und erprobt das System unter praxisgerechten Einsatzbedingungen. Das Hauptziel des Verbundprojekts „Kabelloses Laden“ ist ein fahrzeugtaugliches Ladesys-tem mit hohem Wirkungsgrad und Kom-ponenten mit möglichst wenig Gewicht, Bauraum und Kosten mit besonderer Be-rücksichtigung aller erforderlichen Sicher-heitsanforderungen.



AUTOMOTIVE AKTUELL

TERMINE AES-128-Open-Source Protokoll-Stack für Wegfahrsperren Atmel hat einen kompletten Wegfahrsper-ren-Protokoll-Stack auf der Basis des Kryp-tographie-Standards AES-128 unter Open-Source-Lizenz vorgestellt. Durch die Open-Source-Lizenz können alle bei der Erstellung einer Wegfahrsperre Beteiligten innerhalb eines gesetzlich definierten Rahmens Bei-träge hierzu liefern. „Open Source bedeutet, dass andere IC-Hersteller, Automobilzulie-ferer und Kfz-Hersteller einen Beitrag zur Verbesserung des Protokolls liefern können, wobei die Bauteil-Kompatibilität beibehal-ten wird“, erklärt Nicolas Schieli, Senior Marketing Manager für Car-Access-Produk-te bei Atmel. „Außerdem können andere Fir-men unter den selben Lizenzbedingungen weitere Funktionen hinzufügen, um an-wendungsspezifische Anforderungen zu er-füllen.“ Nach Angaben von Schieli ist At-mels AES-128-Immobilizer-Protocol-Stack „das erste Produkt dieser Art, das unter ei-ner offenen Lizenz erhältlich ist und somit die Kompatibilität zwischen ICs verschiede-ner Hersteller ermöglicht“. Schieli weiter: „Bei herkömmlichen Lösungen sind die er-forderlichen Kommunikationsprotokoll-Schichten so genannte Closed-Source-Soft-ware oder patentiert, so dass die Auto-mobilhersteller ihre Beschaffungsstrategie auf nur einen einzigen Lieferanten ausrich-ten müssen. Dies führt zu einseitigen Liefe-ranten-Bindungen, die sich als kontrapro-duktiv erwiesen haben, wenn Qualitätspro-bleme auftreten.“

Der Wegfahrsperren-Protokoll-Stack defi-niert alle erforderlichen Schichten von der physikalischen Ebene bis zur AES-Crypto-Engine und adressiert somit sowohl den Au-toschlüssel als auch die Basisstation auf der Fahrzeugseite. Die physikalische Ebene ba-siert auf dem FDX-Verfahren (Vollduplex), das von den etablierten IC-Herstellern ver-wendet wird, um eine Abwärtskompatibili-tät zu ermöglichen. Daher können auch die meisten ICs für Basisstationen und Auto-schlüssel diesen Protokoll-Stack problemlos unterstützen. Durch die weitreichende Konfigurierbarkeit des Protokoll-Stacks lassen sich die kriti-schen Parameter im Hinblick auf die speziel-len Anwendungs-Anforderungen optimie-ren. So können die Authentifikationsverfah-ren (einzelne oder gegenseitige Authentifi-zierung), Challenge- und Response-Längen, Datenrate und Modulation, die Anzahl der Geheimschlüssel sowie die AES-Berech-nungszeit konfiguriert werden. „Dies er-laubt es, eine optimale Reaktionszeit bei mi-nimalem Kopplungsfaktor für eine gegebe-ne Anwendung zu ermitteln“, konstatiert Schieli. Weiterhin spezifiziert das Protokoll auch Schlüssel-Lernprozesse, bei denen optional ein zusätzlicher Übertragungsschlüssel zur weiteren Sicherung der Lieferkette verwen-det werden kann. Dieser Mechanismus er-laubt die Verschlüsselung der ursprüng-lichen „Paarungs“-Kommunikation zwi-schen dem Autoschlüssel und dem Fahr-zeug, die am Bandende des Autoherstellers stattfindet. infoDIRECT www.all-electronics.de

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AntennaAntenna

Physical layerPhysical Layer

Logical layerLogical layer

ProtocolProtocol

AESAES

Open Source Immobilizer

Stack

KeyCar

Industry Standard

3. ZVEI-Kompetenztreffen Elektromobilität und elektro:mobilia 23.-24.2.2011, Köln www.elektromobilia.de Leistungselektronik in der Automobiltechnik 23.-25.2.2011, Regensburg www.otti.de Embedded World 1. - 3.3.2011, Nürnberg www.embedded-world.de EMV 15. - 17.3.2011, Stuttgart www.mesago.de Fachtagung Assistenzsysteme 6. - 7.4.2011, Heidelberg www.m-i-c.de PCIM Europe 17. -19.5.2011, Nürnberg www.mesago.de Automotive Testing Expo 2011 17. - 19.5.2011, Stuttgart www.testing-expo.com Sensor +Test 7. - 9.6.2011, Nürnberg www.sensor-test.de 15. Fachkongress Fortschritte in der Automobil-Elektronik 7.-8.6.2011, Ludwigsburg www.elektronik-tagung.de

„Allocation“ beim CEO Round-Table auf der electronica 2010

Das Thema Allocation kam in ungewöhli-cher Form während des CEO Round-Tables auf der electronica zur Sprache. Im Rahmen einer Frage aus dem Publikum verschaffte sich ein Automotive-Kunde Luft, indem er einen der anwesenden CEOs vor den gut 400 Zuhörern persönlich ansprach, wann er denn endlich die dringend benötigten und zugesagten Bauteile liefern wolle. Nach ei-ner direkten Antwort dieses CEOs erklärten

die anderen drei Diskussionsteilnehmer einhellig und von sich heraus, dass dem Kunden diese Situation beim eigenen Un-ternehmen auch hätte passieren können. Statt Öl in die Wunden des Wettbewerbs zu gießen, solidarisierten sich die Top-Mana-ger somit förmlich untereinander – eine aufschlussreiche Gesamtinfo, dass die Allo-cation bei diversen Bauteilen bei weitem noch nicht ausgestanden ist. (av)

Hoher Besuch auf der electronica (v. l. n. r.): Peter Bauer, CEO von Infineon, Henri Richard, Senior Vice President Global Sales and Marketing bei Freescale, Carlo Bozotti, President und CEO von STMicroelectronics sowie Rick Clemmer, President und CEO von NXP mit Moderator Kilian Rei-chert. Foto: Messe München (Alex Schelbert)


HIL Testing Rapid Control Prototyping ECU Autocoding System Architecture


Exklusiv-Interview mit Harald Deiss, Technischer GF bei ZF Electronics GmbH

Die Übernahme der Cherry Corporation und die Gründung der ZF Electronics GmbH im Jahr 2009 hatte zum Ziel, die Position der ZF Friedrichshafen AG als führenden Autozulieferkonzern weiter aus-zubauen. Ist dieses Ziel erreicht und mit welchen Produkten/Maß-nahmen? Die Elektronik gilt seit langem als Innovationstreiber Nummer eins im Automobil. ZF ist Innovationstreiber in der Antriebs- und Fahrwerktechnik. Die Akquisition der Cherry Corporation war also die logische Konsequenz, um die Elektronikkompetenz und das Know-how zur Produktion entsprechender mechatro-nischer Komponenten zu schärfen. Durch den Zukauf des Un-ternehmens unterstreicht ZF zudem die Positionierung als An-bieter von Komplettsystemen aus Elektronik und Mechanik. Die Integration der Cherry Corporation in den Konzernverbund verlief sehr erfolgreich. Bereits in diesem Jahr konnten erste ge-meinsame Projekte in Serie gehen. Neben diesen konzerninter-nen Projekten setzt die ZF Electronics GmbH jedoch auch wei-terhin auf die erfolgreichen Komponenten im Bereich Karosse-rie und der Sicherheit im Automobil. Mit Schaltungsträgern für Seitentürschlösser, Lenksäulenverriegelungen oder Sensor Cluster möchte ich nur einige Beispiele nennen. Unser Unter-nehmen beliefert mit diesen Produkten seit Jahren erfolgreich den Tier-1-Markt. Mittlerweile arbeiten wir nun weltweit auch mit mehreren OEMs als Partner im Bereich Antrieb und Fahr-werk zusammen. In Systemen von ZF wie Automatgetriebe, Wankstabilisierung und variable Dämpfungssysteme kommt Steuerungselektronik von ehemals Cherry zum Einsatz. War das ein Hauptbeweggrund, die Firma zu übernehmen? Wie gesagt, der Hauptbeweggrund, die Firma zu übernehmen, war die Stärkung der Elektronikkompetenz und damit die Posi-tionierung als Systemkomplettanbieter, was einen Mehrwert für den Kunden darstellt. Natürlich setzen wir darauf, Synergieeffekte nutzen und Syste-me aus einer Hand anbieten zu können. Aber besonders das Know-how der Entwickler vor Ort in Bezug auf Mechatronik

Die Elektronik ist nach wie vor der Innovations-bringer Nummer eins im Automobil. 90% aller Innovationen im Automobil werden durch Elektronik getrieben. Harald Deiss

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Erweiterte Elektronikkompetenz für ZF ein großer Zugewinn Die ZF Friedrichshafen AG hat im Jahr 2009 die Cherry Corporation übernommen und führt diese als ZF Electronics GmbH weiter. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK erkundigte sich bei Harald Deiss, Tech-nischer Geschäftsführer bei der ZF Electronics GmbH, nach den Hintergründen und den ersten gemeinsamen Aktivitäten.


und Elektronik, aber auch die Aufbau- und Verbindungstechnik und die Organisation der Produktion konnte ZF überzeugen. Für ZF ergab sich eine Stärkung der Innovationskraft durch die Elektronikkompetenz und durch die Fertigungskompetenz. Wenn man weiß, was produktionstechnologisch an Alternati-ven zur Verfügung steht, und diese bereits beim Systemdesign berücksichtigt, dann hat man einen deutlichen Vorteil. Mit dem Zukauf von Cherry schärft ZF sein Profil in einem Kom-petenzfeld, das zunehmend an Bedeutung gewinnt: Steuerungs-elektronik und ihre Integration. Wie ist die Situation in diesem Betä-

richter und Getriebe. Die ZF Electronics GmbH beschäftigt sich dabei im Schwerpunkt mit Lösungen für die Leistungsansteue-rung. In diesem Bereich arbeiten wir eng mit Partnern und ei-nem Expertennetzwerk zusammen. Aktuell entwickeln wir im Rahmen eines dieser Forschungsprojekte einen Bordnetzwand-ler für PKW und NKW. Welchen Weg geht ZF Electronics bei der Fahrdynamik-Regelung und im Bereich Fahrerassistenzsysteme? Zur Fahrdynamik-Regelung liefert ZF Electronics das Steuerge-rät sowie Sensoren auf MEMS-Basis für das elektrische Dämp-

fersystem CDC der ZF Sachs. In Bezug auf Fahrerassistenzsyste-me arbeitet die ZF AG daran, die Komponenten im Antrieb und Fahrwerk so zu gestalten, dass Assistenzsysteme über entspre-chende Schnittstellen und Architekturen der Software unter-stützt und entsprechend befähigt werden. Zur Erprobung und Auslegung haben wir dazu in unserer Zentralen Technik das System iWD (Intelligent Wheel Dynamics) entwickelt und auch bereits in Fahrzeugen vorgestellt. Die Kooperation mit dem Technologiepartner Intel und die neu entwickelte Hard- und Softwareplattform ‚Openmatics’ zeigt darüber hinaus unsere Entwicklung in Richtung Telematik-An-wendungen. Openmatics besteht aus einer On-Board-Unit für die Fahrzeuge und einem webgestützten Software-Portal für die Auswertung. Die eingesetzten Software-Anwendungen (‚Apps’) können beispielsweise zur Unterstützung des Fuhr-parkmanagements oder in Stadtbussen eingesetzt werden. Unter der Marke Cherry vertreiben sie Non-Automotive Produkte. Welchen Anteil haben diese am Gesamtportfolio von Auerbach? Die Produktmarke Cherry steht nach wie vor für unsere Produk-te im Bereich der Computereingabegeräte sowie für spezielle Schalter und Steuerungen – beispielsweise für die Hausgeräte-industrie. Der Gesamtumsatz des Unternehmens verteilt sich wie folgt auf die einzelnen Geschäftsfelder: Automotive: 47%, Schal-ter und Steuerungen: 32%, Computereingabegeräte: 21%. Wie viele Firmen nutzte auch ZF das Krisenjahr 2009 zur Restruktu-rierung. Für 2010 verkündeten sie das Ziel, die Stammbelegschaft in Deutschland zu halten. Das Jahr ist bald vorbei, können sie das Ziel halten? Wie ist die Situation in Auerbach?

Produktstrategie von ZF stellt dabei den Kundennutzen, also die Einsparung von Kraftstoff und somit die Reduzierung der Be-triebskosten ganz klar in den Vordergrund. Wir favorisieren den Parallelhybrid, bieten aber zur Erfüllung spezifischer Anforde-rungen wie etwa Packaging im Bereich der Stadtbusse auch se-rielle Hybride mit einer elektrischen Achse an. ZF Electronics unterstützt das ZF-Komplettsystem mit den Komponenten Hy-bridsteuerung, HyControl und zukünftig auch mit dem DC/DC-Converter. Dabei bekommen die Systemoptimierung und die Erhöhung des Wirkungsgrads immer mehr Bedeutung. Welche Aktivitäten hat ZF Electronics bei Hybridlösungen für Pkw? ZF arbeitet bereits seit über 10 Jahren an Hybridantrieben. Seit-dem hat es zahlreiche Vorentwicklungsprojekte gegeben, und im Mai 2008 wurde am ZF-Sachs-Standort in Schweinfurt die erste Produktionsstätte Deutschlands zur industriellen Fer-tigung von Hybridantriebsmodulen eröffnet. Die Serienproduk-tion wurde noch im selben Jahr aufgenommen. Zwischen 2008 und 2012 liefen und laufen dort insgesamt acht Serienentwick-lungsprojekte für vier Fahrzeughersteller. Hinsichtlich der Hybridlösung hat sich ZF von Beginn an klar positioniert. Aufgrund der kleineren Bauform und der damit verbundenen Kostenreduktion sehen wir die Vorteile auf Seiten des Parallelhybrids. Unsere Erfahrung in der Getriebeentwick-lung und -fertigung ermöglicht es uns, im Gegensatz zu anderen Herstellern integrierte Lösungen anzubieten. Hier spielt bei-spielsweise das Thema Bauraum-Neutralität eine große Rolle. Doch wir fungieren nicht nur als Komplettanbieter sondern wir bieten unsere Hybridmodule auch einzeln an. Unser Hybridbau-kasten besteht aus elektrischer Maschine, Kupplung, Wechsel-

tigungsfeld jetzt zwei Jahre nach der Übernahme? Es konnten bereits einige gemeinsame konzerninterne Projekte umgesetzt werden. So stellt ZF Electronics bei-spielsweise das Steuergerät sowie Sen-soren auf MEMS-Basis für das elektri-sche Dämpfersystem CDC (Continu-ous Dumping System) von ZF Sachs. Ein weiterer Schwerpunkt liegt im Be-reich der Getriebeelektronik. Hier ent-wickeln wir neben elektronischen Steuergeräten für den An- und Weg-bau speziell auch mechatronisch inte-grierte Einheiten für hohe Temperatu-ranforderungen bis 150 °C und einer Lebensdauer von bis zu 50.000 Stun-den direkt im Getriebe. In diesem Feld haben Sensoren, Aktuatoren, Modul-träger, Elektronik und Leistungs-ansteuerung eine hohe Bedeutung. Ein weiterer Fokus liegt auf der Elek-trifizierung im Antriebsstrang. Die

TITEL


Der Zukauf der Cherry Corporation unterstreicht die Kompetenz des ZF-Konzerns für mechatronische Systeme. Elektronik und Mechanik aus einer Hand. Cherry war ein Zugewinn. Harald Deiss


setzen, auf Kundenseite so gering wie möglich zu halten. Hier ist die Solartechnologie meiner Ansicht nach derzeit das beste Bei-spiel. Kurz und gut: Man muss das Eine tun, ohne das Andere zu lassen. Wie sehen Sie die Entwicklung bei Hybrid und Elektrofahrzeugen in den nächsten zwei Jahren? Für die kommenden Jahre sehen wir keinen adäquaten Ersatz zum Verbrennungsmotor. Allerdings können wir beobachten, dass sich ein deutlicher Hybridtrend abzeichnet. Nach einiger Zeit der Unsicherheit im Markt wird die Hybridtechnologie zur notwendigen Brücke auf dem Weg vom Verbrennungs- zum E-Motor. Das Interview führte Siegfried W. Best, Chefredakteur der AUTOMOBIL-ELEKTRONIK. infoDIRECT www.all-electronics.de

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Weniger Subventionen in Forschung und Entwicklung zu in-vestieren würde dazu führen, dass die Einführung neuer Tech-nologien länger dauert. Damit wird sich die Konkurrenzsituati-on deutscher Anbieter auf dem internationalen Markt weiter verschärfen. Auf der anderen Seite halte ich Kaufanreize für un-bedingt notwendig, um die Hürde, auf neue Technologien zu


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Harald Deiss im Gespräch mit Siegfried W. Best, Chefredakteur der AUTOMOBIL-ELEKTRONIK.

Wir setzen auf die Hybridtechnologie. Sie wird die notwendige Brücke auf dem Weg vom Verbrennungs- zum E-Motor. Harald Deiss

Ja, dieses Ziel wurde erreicht. Durch das Instrument der Kurz-arbeit konnte die ZF Electronics GmbH die Stammbelegschaft wie angekündigt halten. Anfang des Jahres wurden die zuvor bestehenden fünf Unterneh-mensbereiche vier Divisionen zugeordnet. Welche Divisionen sind das, und wo findet man Auerbach in dieser neuen Organisation? Die neue Struktur richtet sich stärker an den Bedürfnissen des Marktes und der Kunden aus. Die bisherigen fünf Unterneh-mensbereiche werden im Sinne einer kundenorientierten Auf-stellung in vier Divisionen neu gegliedert: Antriebstechnik, Fahrwerktechnik, Nutzfahrzeugtechnik und Industrietechnik. Die ZF Electronics mit ihrem breiten Kompetenzspektrum wird zukünftig in der vierten Säule, also der Industrietechnik zu fin-den sein. Wie sieht die wirtschaftliche Erholung aus Sicht ZF Electronics aus? Man spricht von langen Lieferzeiten für PKW aus Deutschland. Grund sei, dass die Zulieferer nicht nachkommen. Fühlen Sie sich schuldig? Wir sind mit der Entwicklung seit Beginn des Jahres zufrieden. Unsere Umsätze liegen seit einigen Monaten deutlich über der moderaten Wachstumsplanung vom Anfang des Jahres, und ak-tuelle Kundenanfragen belegen, dass wir bezüglich Weiterent-wicklung unseres Kompetenzprofils die richtige Richtung ein-schlagen haben. Die ZF Electronics GmbH kann derzeit alle Lie-ferverträge uneingeschränkt erfüllen. Infineons CEO Bauer unterstrich am Rande eines Symposiums der Verbände der Elektroindustrie, VDE und ZVEI, dass die Mikroelektro-nik für das Zukunftsprojekt Elektroauto entscheidend sei. Er be-zeichnet die Absage der steuerlichen Förderung von Forschung und Entwicklung als falsch. Wie sehen Sie das? Sollte die Elektromobili-tät durch Forschungsgelder oder durch Kaufanreize wie zum Bei-spiel in den USA gefördert werden?


Busanalyse: Kosteneffizienz durch Individualisierung Das Mess- und Analyse-Tool CAROMEE leitet eine neue Ära im Bereich der Analysewerkzeuge ein, denn Caromee bietet dem Anwender ein neues Maß an Offenheit und Flexibilität. Das optimiert die Kosten und macht die Arbeit effizienter, während gleichzeitig die Zukunftssicherheit der Investitionen sichergestellt wird. Caromee kommt an vielen Stellen der Absicherung innerhalb der Prozesskette zum Einsatz.

E lektronische Systeme sind die Schlüsselelemente für neue Funk-tionalitäten im Fahrzeug, aber je

mehr Elektronik zum Einsatz kommt, umso komplexer wird das rollende Ge-samtsystem. Nur mit entsprechenden Vernetzungslösungen lassen sich die komplexen mechatronischen Systeme der Fahrzeuge von heute überhaupt noch entwickeln und verifizieren. Diese Vernetzung leitet in ihren zahlreichen Datenbahnen viele Informationen quer durch das Fahrzeug. Es handelt sich dabei um Informationen, die Rückschlüsse auf die Funktion zulassen und deshalb mög-lichst einfach analysiert werden sollen.

Da gleichzeitig die Entwicklungs-zyklen immer kürzer, die Zeitpläne knap-

per und die Budgets kleiner werden, muss der Fahrzeugentwicklungsprozess so produktiv wie nur möglich werden, während die Entwicklungsteams zusätz-lich immer mehr Aufgaben bewältigen müssen.

Neben diesen Herausforderungen müssen auch die Werkzeuge zur Analyse der Fahrzeugkommunikation effektiver werden und immer mehr Soft- und Hard-ware-Anforderungen erfüllen, was der-zeit eingesetzte Werkzeuge nur begrenzt leisten können.

Die Aufgabe Von der Entwicklung und Absicherung der Steuergeräte bis zur Fahrzeugintegra-tion und Fahrerprobung stehen die Ent-

wickler täglich vor neuen Herausforde-rungen. Zum einen, weil ihre bestehen-den Werkzeuge bestimmte anwendungs-spezifische Funktionen wie beispielswei-se ein spezielles Protokoll nicht unter-stützen, oder weil es sehr lange dauert, bis der Werkzeuglieferant diese Funktion anbietet. Um keine Zeit zu verlieren, müssen die Entwickler daher mit hohem Aufwand in Eigenregie eine alternative Lösung erstellen. Oftmals arbeiten sie an einer neuen Technologie, für die es noch keine Werkzeugunterstützung gibt, da es sich für den Werkzeughersteller noch nicht lohnt, eine Lösung für diese neue Technologie anzubieten. Eventuell ist auch die Anbindung an das verwendete Tool nur mit höherem Aufwand möglich.

MESSEN/TESTEN



Bild 3: MessageViewer mit Check-Control-Meldung Caromee.

Bild 1: Im Topologie-Editor bildet Caromee die Konfiguration des Messsystems ab.

Unter Umständen streben die Ent-wickler aber auch nur die Nutzung von vorhandenen Messsystemen an, für die es keine Anbindung in ihrer eingesetzten Software gibt. Hat der Lieferant eines Werkzeugs dann keine Kapazitäten für Anpassungen oder verlangt auf Grund der Single-Source-Situation ein signifi-kant hohes Entgelt, führt dies zu Proble-men bei der Umsetzung von Projekten.

Die Lösung Konfrontiert mit diesen Problemstellun-gen hat sich vor einigen Jahren ein deut-scher OEM für die Entwicklung einer ei-genen Mess- und Analyse-Software ent-schieden. Der Anspruch war, eine mög-lichst leistungsfähige Basissoftware zu schaffen, die über offene Schnittstellen sowie eine schnelle und kostengünstige Anpassung an die jeweilige Aufgaben-stellung verfügt.

Die Erfahrungen der letzten Jahre ha-ben gezeigt, dass die erwarteten Ziele mit der Software vollständig erreicht werden konnten. Ein weiterer, äußerst nützlicher Aspekt war eine optimale Anpassung der Software an den realen Arbeitsablauf des Nutzers. Das Werkzeug orientiert sich dabei sehr stark am Prozess des Automobilher-stellers und nicht an abstrakten Vorgaben, die die Bedienbarkeit im realen Einsatz ein-schränken, was die Arbeitseffizienz steigert und die Analyse der Messdaten erleichtert.

Im Rahmen einer langfristigen Koope-ration stellt nun Eberspächer Electronics diese Lösung unter dem Namen „Caro-mee“ zur Verfügung. Außerdem wird Eberspächer Electronics die Anwen-dungsfelder der Software in Zukunft wei-ter ausbauen.

Basissoftware Grundelement dieser Lösung ist eine Ba-sissoftware, die alle notwendigen Grund-funktionen bereitstellt, wobei eine Viel-zahl offener Schnittstellen dafür sorgt, dass die Software in mehrere Richtungen erweiterbar ist. Über diese Basissoftware ist zum Beispiel die Adaption verschiede-ner Hardware unterschiedlicher Herstel-ler, die Integration in bestehende Pro-zessketten sowie die Anbindung speziell angepasster Auswertefunktionen mög-lich. Die folgenden Anwendungen erläu-tern, wie Caromee die tägliche Messpra-xis unterstützt.

Logging und Auswertung von Busdaten bei der Fahrerprobung Zur Aufbereitung und Auswertung der sehr großen Datenmengen, die in Erpro-bungsfahrzeugen anfallen, ist ein Log-ging-Tool erforderlich, das die Ingenieure

Bild 2: Der JournalViewer zeigt übersichtlich die einzelnen Ereignisse. Über eine Art Zoomfunk-tion lässt sich die zeitliche Abfolge von Ereignissen exakt visualisieren und auch mit hoher Gra-nularität anzeigen.

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MESSEN/TESTEN


zielgerichtet unterstützt. Da es immer zu unerwarteten Fehlern im Fahrzeug kom-men kann, müssen bei Testfahrten mög-lichst alle ausgetauschten Daten erfasst werden. So besteht die Möglichkeit, die Daten gezielt auf Fehler hin zu unter-suchen, ohne erst eine weitere Testfahrt mit dem Fahrzeug durchzuführen.

Ein modernes Tool muss somit in der Lage sein, alle Daten, die im Fahrzeug über einen langen Zeitraum hinweg er-fasst wurden, in übersichtlicher Weise als „Journal“ darzustellen und bestimmte Ereignisse darin übersichtlich zu kenn-zeichnen. Eine weitere wichtige Eigen-schaft des Tools sind die Analyse-Filter, mit denen sich große Datenmengen nicht nur auf bestimmte Ereignisse hin durch-suchen beziehungsweise filtern lassen. Es besteht vielmehr die Möglichkeit, bereits beim Füllen von Logdateien nur be-stimmte Daten abzuspeichern. Mit einem guten Analyse-Tool können die Inge-nieure diese Filter-Einstellungen einfach und schnell in der Praxis nutzen, um so bei Testfahrten zügig ein Ergebnis zu er-halten.

Exakt diese Aufgaben übernimmt das Mess- und Analyse-Tool Caromee, indem es den gesamten Datenverlauf einfach und komfortabel erfasst sowie schnell und verständlich grafisch darstellt – und zwar inklusive Filterfunktionen. Abhän-gig von der aktuellen Anwendung erfolgt dieser Filterprozess bereits während der Datenerfassung oder auch erst später bei der Auswertung der großen Datenfülle. Caromee ermöglicht somit eine effiziente Nutzung großer Datenmengen bei einfa-cher Bedienung.

Absicherung und Integration von E/E-Komponenten im Gesamtsystem Caromee wird bereits intensiv zur Absi-cherung und Integration der E/E-Kom-ponenten im Gesamtsystem genutzt. Zum Anwendungsspektrum gehören die Verifikation von Kabelbaum, Busphysik und Buslogik genauso wie die Verifikati-on und Analyse des Netzwerkmanage-ments, des Fahrzeugzustandsmanage-ments und der Klemmensteuerung. Da-rüber hinaus erfolgt auch die Überprü-fung des Energiebordnetzes unter Ver-wendung von Caromee.

Mit Caromee bewältigen die Inge-nieure beispielsweise die Online-Analyse oder das Aufzeichnen/Loggen des Daten-stroms. In der täglichen Praxis sind dabei wichtige Funktionen wie beispielsweise eine umfangreiche und komfortable Su-che oder die Visualisierung von bestimm-ten Informationen sehr nützlich. Das steigert die Produktivität signifikant, weil

das Mess- und Analyse-Tool die Filterung der teilweise sehr umfangreichen Daten-mengen auf relevante Nachrichten über-nimmt. Zahlreiche Zusatzinformationen wie zum Beispiel Klemmenstatus, Check-Control-Meldungen oder Error-Frames erlauben eine einfache Nutzung des Werkzeugs.

Individuelle und flexible Anpassung Mit seinen vielfältigen Einsatzmöglich-keiten bietet sich Caromee als Alternative für zahlreiche Mess- und Analyseauf-gaben im Rahmen der Fahrzeugentwick-lung an. Bereits jetzt arbeitet Eberspächer Electronics an einer Erweiterung der An-wendungsmöglichkeiten, um so eine komplette Lösung rund um alle Themen der Netzwerkabsicherung zu bieten.

Allerdings ist der Kreis der Anwender, die das Werkzeug weiterentwickeln be-ziehungsweise individualisieren können, nicht auf Eberspächer Electronics be-schränkt. Vielmehr kann jeder Werk-zeughersteller, jede Fachabteilung, jeder Entwickler oder auch jede Hochschule ei-gene Funktionen erstellen, so dass die Software selbst für Nischenanwendun-gen oder streng vertrauliche Projekte ge-eignet ist, während gleichzeitig eine opti-male und kosteneffiziente Anpassung er-folgt.

Mit diesem Konzept leitet Caromee ei-ne neue Ära im Bereich der Ana-lysewerkzeuge ein, die dem Anwender ein bisher unerreichtes Maß an Offenheit und Flexibilität bietet – eine Investition, die Arbeitseffizienz, Kostenoptimierung und Zukunftssicherheit sicherstellt.

Fazit Im Rahmen eines Fahrzeug-Entwick-lungsprozesses sind von der Steuergerä-teentwicklung und -absicherung bis zur Fahrzeugintegration und Fahrerprobung diverse Absicherungsschritte notwendig, die unter hohem Zeitdruck bei knappen Terminplänen und Budgets durchgeführt werden müssen. Daher benötigen die Analysewerkzeuge der Zukunft nicht nur offene Schnittstellen, sondern sie müssen auch ein effizientes Arbeiten mit großen Datenmengen ermöglichen. Gleichzeitig sind einfache und intuitive Bedienung, hohe Verfügbarkeit sowie ein hoher Wie-derverwendungsgrad gefragt.

Diese Anforderungen wurden in eine kosten- und funktionsoptimierte Lösung implementiert, die im Rahmen einer langfristigen Kooperation nun auch über Eberspächer Electronics für alle Anwen-der und Entwickler zugänglich wird.

Eine Basissoftware, die alle notwendi-gen Grundfunktionen bereitstellt und

über eine Vielzahl offener Schnittstellen in mehrere Richtungen erweiterbar ist, schafft den Spagat zwischen den indivi-duellen Anforderungen. Über diese Ba-sissoftware ist zum Beispiel die Adaption verschiedener Hardware unterschiedli-cher Hersteller, die Integration in beste-hende Prozessketten und die Anbindung speziell angepasster Auswertefunktionen möglich.

Das Konzept leitet eine neue Ära im Bereich der Analysewerkzeuge ein, die dem Anwender ein noch nie da gewese-nes Maß an Offenheit und Flexibilität an-bietet und damit die Arbeitseffizienz, Kostenoptimierung und Zukunftssicher-heit seiner Investitionen sicherstellt.


MESSEN/TESTEN

Dipl.-Ing. B. Sc. (FH/TU) Thomas Bachmann ist bei Eberspächer Electronics als Projektmanager für Analyse-Tools zuständig.

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Aus welchem Grund sind Konformitätsprüfungen wichtig? Betrachtet man die Historie der Automobilindustrie der letzten 20 Jahre, so erkennt man, dass die Vernetzung und das Kommunikationsaufkommen innerhalb des Fahrzeugs enorm angestiegen sind. Insbesondere im Bereich BUSSYSTEME hat eine rasante Entwicklung stattgefunden.

N och vor wenigen Jahren wurden Steuergeräte (ECUs) mit ver-gleichsweise langsamen Übertra-

gungsraten von 1 Kbit/s bis 9,6 Kbit/s vernetzt. Die eingesetzten Kommunika-tionsprotokolle waren zudem überwie-gend OEM-spezifisch (nur auf die Anfor-derungen eines Fahrzeugherstellers zu-geschnitten). Aufgrund der überschau-baren Anzahl vernetzter Steuergeräte und geringer Datenmengen waren die zugehörigen Prozesse beherrschbar und leicht zu bedienen. Eine Absicherung er-folgte in der Regel auf funktioneller Basis auf manuellem Wege. Nur bei Fehlfunk-tionen auf Anwenderebene wurden un-ter anderem die Busphysik (Physical-Layer) und das Kommunikationspro-tokoll (Data-Link-Layer) auf Fehler un-tersucht.

Da die Implementierungen der einzel-nen Bausteine (Mikrokontroller, Trans-ceiver, Kabel etc.) und damit letztendlich das Steuergerät eine meist höhere Feh-lertoleranz aufwiesen als von den Spezifi-kationen verlangt, konnte es passieren,

dass Fehlfunktionen durch Verletzung der Toleranzbereiche erst spät und/oder sporadisch auftreten.

Die Komplexitätserhöhung durch die rasante Entwicklung in der Vernetzung und den Technologien, führte zu immer mehr „unerklärbaren“ Kommunikati-onsausfällen. Bisher ausreichende Funk-tionalaussagen durch empirische Über-prüfung der Interoperabilität scheitern

nehmend zu hohem Zeit- und Kosten-aufwand durch langwieriges Austau-schen von Steuergeräten bis die Fehler nicht mehr auftraten.

Die neue Komplexität Die Situation heute hat sich grundlegend geändert. In aktuellen Fahrzeugen sind Steuergeräte, intelligente Sensoren und Aktoren bis zu einer Anzahl im dreistel-


MESSEN/TESTEN

Bild 1: Da die Steuergeräte systembedingt manchmal besser und manchmal schlechter als die Spezifikation sind, müssen entsprechende Tests erfolgen.

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Mit der Konformitätsprüfung lässt sich die Interoperabilität indirekt überprüfen, so dass vergleichbare Testergebnisse entstehen.

ligen Bereich mit-einander vernetzt. Belastbare Aus-sagen über die In-teroperabilität der vernetzten Steuer-geräte und deren

Bauelemente sind weiterhin ein zentra-les Entwicklungsziel. Um dies beherr-schen zu können, mussten neue Metho-den, Tools und Prozesse etabliert werden. Industriebaukästen helfen, nicht wett-bewerbsbehaftete Komponenten zu stan-dardisieren. Dies ermöglicht es den OEMs und den Zulieferern, Kosten, Entwick-lungszeit und Absicherung zu optimie-

zunehmend am Testaufwand, insbeson-dere durch die wachsende Anzahl von Einflussparametern (zum Beispiel An-zahl der Teilnehmer, heterogene Zuliefer-landschaft, Topologieausprägung, Kabel-eigenschaften, Stecksysteme, Tempera-tur, Toleranzen usw.).

Diese Entwicklung führte in den Werkstätten bei der Fehlerbehebung zu-


mieren. Das direkte Absichern der Inter-operabilität ist aus den zuvor genannten Gründen nicht umsetzbar. Simulation wä-re eine elegante Möglichkeit, die Interope-rabilität zu bestätigen; hier sind allerdings noch einige Hürden zu bewältigen, bevor man auf dieses Mittel zurückgreifen kann.

Heute kommt eine weitere Methode erfolgreich zur Anwendung: die Konfor-mitätsprüfung, mit der sich die Interope-rabilität indirekt überprüfen lässt.

Konformität ist die Überprüfung der Übereinstimmung mit den zugrundelie-genden Spezifikationen, Normen und eventuell zugehörigen Implementie-rungsvorgaben. Die Konformitätsprü-fung ermöglicht reproduzierbare sowie vergleichbare Testergebnisse und gibt ei-nen Überblick über die Wahrscheinlich-keit, ob Bauelemente und Steuergeräte mit anderen Bauelementen und Steuer-geräten zuverlässig zusammenarbeite-ten, also interoperabel sind. Wichtig ist, dass sich die Konformitätsprüfung aus-schließlich aus den relevanten Spezifika-tionen, Normen und eventuell zugehöri-gen Implementierungsvorgaben ableitet.

Praxis In der Praxis werden die Einzelimple-mentierungen eines Systemverbunds (zum Beispiel Physical-Layer und Com-munication-Controller) auf Konformität überprüft. Diese Ergebnisse lassen sich als Indiz für die Interoperabilität des Ge-samtsystems heranziehen.

Ein Spezialfall ist der LIN-Bus: Falls es nicht möglich ist, die Einzelimplementie-rungen separat zu prüfen, muss die ferti-ge beziehungsweise seriennahe Gesamt-komponente auf Konformität geprüft

werden. Grundlage hierfür ist eine Ge-samtsystemspezifikation.

Analogie Führerscheinprüfung Eine Konformitätsprüfung lässt sich gut mit einem Autoführerschein verglei-chen: Die StVO (Straßenverkehrs-Ord-nung) „spezifiziert“ das „interoperable“ Verhalten der Verkehrsteilnehmer im Straßenverkehr. Hieraus leitet sich die „Konformitätsprüfung“, also die Führer-scheinprüfung, ab. Jeder Verkehrsteil-nehmer, der am Straßenverkehr teil-nimmt, muss im Vorfeld sozusagen die „Konformitätsprüfung“ erfolgreich abge-schlossen haben. Damit ist eine hohe Wahrscheinlichkeit gewährleistet, dass die Verkehrsteilnehmer gemäß der StVO miteinander „interoperabel kommuni-zieren“.

Fazit Die Komplexität heutiger Fahrzeuge zu-sammen mit der sehr kurzen Entwick-lungszeit machen es sehr schwierig, kon-ventionelle Interoperabilitätsabsicherun-gen durchzuführen, bei denen „jeder mit jedem“ kommuniziert. Damit sind Kon-formitätsprüfungen eine wichtige Maß-nahme, die letztendlich die Qualität, die Kundenzufriedenheit und somit auch den Absatz des Produkts garantiert bezie-hungsweise fördert. Harald Thierauf ist Leiter des Fachteams Sys-temarchitektur & Bordnetz bei der Gigatronik München GmbH. infoDIRECT www.all-electronics.de

Link zu Gigatronik 322AEL0610

MESSEN/TESTEN

Bild 2: Konformitätstest: Die funktionellen Anteile der Applikations-Software werden hier nicht betrachtet.

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Fahrdynamikmessungen: schnell,sicher und aussagekräftig Das mobile Messsystem MOSES (MObiles Sensor Erfass System) erfasst MESSGRÖßEN bei fahr-dynamischen Versuchen. Die Ausrichtung der Bedienung auf den Arbeitsablauf bei Testfahrten sowie auf die durchzuführenden Fahrmanöver unterstützt die Versuchsfahrer bei der Messung und der Auswertung.

W enn die Testfahrzeuge und Pro-totypen der Automobilfirmen auf Prüfgeländen ihre Bahnen

ziehen, Kreise drehen und bei extremen Ausweichmanövern die Pylonen davon-fliegen, so ist immer öfter MOSES im Ein-satz. Gerade bei diesen fahrdynamischen Manövern sind stets erfahrene Versuchs-ingenieure am Werke, die unter großem Logistik- und Zeitdruck das Fahrzeugver-halten in punkto „Aktive Sicherheit“ messtechnisch beurteilen. Genau hierfür ist MOSES konzipiert, und zusammen mit der notwendigen Sensorik ist ein Messsystem entwickelt worden, welches

unmittelbar auf die Durchführung von Fahrdynamikmessungen zugeschnitten ist.

MOSES ist speziell für die Automobil-entwicklung entworfen und von der Fir-ma Daimler AG in Auftrag gegeben wor-den. Ziel war es, Messdaten bei fahr-dynamischen Manövern zu erfassen, um damit fahrdynamische Kenngrößen zu ermitteln, die schließlich das Verhalten des Kraftfahrzeugs beschreiben.

MOSES ist im Kern ein PC-basiertes Erfasssystem, analysiert aber auch die Qualität und Quantität der gewonnenen Daten im Sinne einer Vorabauswertung.

Das Mönchengladbacher Systemhaus measX realisierte MOSES als reine Lab-VIEW-Entwicklung.

Messen mit MOSES MOSES orientiert sich genau am Arbeits-ablauf der Versuchsfahrer. Die wesentli-chen Arbeitsschritte wie Konfigurieren, Inbetriebnehmen der Messtechnik und schließlich die Messung selber unter-stützt das System direkt. So gelingt die Ef-fizienzsteigerung bei gleichzeitiger Quali-tätsverbesserung.

Die Arbeitsweise von MOSES enthält wegen der gezielten Ausrichtung auf das

Bild 1: Durchfahren eines Ausweichmanövers.


MESSEN/TESTEN

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Gebiet Fahrdynamikmessung einige Neuerungen gegenüber anderen markt-üblichen Softwareprodukten zur Mess-datenerfassung: Nach der üblichen Defi-nition der eingesetzten Hardware (Mess-kanäle, Skalierungen, …) wird im zwei-ten Schritt ein sogenannter Versuchsplan erstellt, der mit den durchzuführenden Fahrmanövern befüllt wird, die dann später bei der Messung einzeln oder in Variantenabfolge durchgeführt werden. Hierbei steht eine Vielzahl von standardi-sierten Fahrmanövern (ISO, NHTSA, DIN, …) zur Verfügung.

digkeit und Schwimmwinkel (zum Beispiel von der Firma Corrsys-Da-tron)

MESSEN/TESTEN

� Messlenkrad (Erfassung von Lenk-radmoment und Lenkradwinkel (zum Beispiel von der Firma Corr-sys-Datron)

Ein eigenes Interface zum Einlesen von CAN-DBs sowie ein CAN-Bus-Monitor ermöglichen das Anbinden nahezu jeder CAN-Bus Sensorik oh-ne zusätzlichen Aufwand. In einem eigenen Modus „Kalibrieren“ erfol-gen Test- und Abgleichmessungen

der Messung wie Abtastrate, Kanalaus-wahl, Triggerbedingungen, Messzeit etc. Der Testfahrer wählt hierzu aus einer Ta-belle sein Manöver aus, wechselt in den Messmodus und startet die Messung. Während der Messung überwacht das System nun ebenfalls manöverabhängig die Qualität der Messung und zeigt sie an.

Bei Manövern, bei denen es zum Bei-spiel auf die Einhaltung einer Fahr-geschwindigkeit ankommt, zeigt MO-SES diese automatisch an und signali-siert ein Abweichen optisch und akus-tisch.

Auswertung Manöverorientierung bedeutet schließ-lich auch, dass nach der Messung auto-matisch die für das Manöver passende Auswertung berechnet und angezeigt wird, um so qualitativ hochwertige Mes-sungen zu erzeugen.

In der Tabelle von Bild 4 ist so bei-spielsweise die Kontrolle der Fahr-geschwindigkeit (vxMittel) ebenso mög-lich, wie die Kontrolle der weiteren fahr-dynamischen Größen. Für die bisherigen acht Messungen der Messreihe listet MO-

Bild 2: Messaufbau mit MOSES-Rechner.

Je nach gefahrenem Manöver berechnet MOSES spezielle Kennwerte und gibt diese aus: während und nach der Messung

sowie die In-betriebnahme der ange-schlossenen Sensorhard-ware. Im Mo-dus „Messen“

Im Wesentlichen besteht das Messsys-tem aus den Komponenten PC (Laptop und/oder PXI-System) mit der Software MOSES und Erfassungskarten (analog, CAN, IEC, …). Für ein vollwertiges Fahr-dynamikmesssystem sind folgende Kom-ponenten zu ergänzen, welche die Soft-ware MOSES auch in vollem Umfang von der unterstützt: � Messverstärker (zum Beispiel Modulab

von AFT) � Inertiales Messsystem (Strapdown-

Plattform zur Erfassung von Beschleu-nigungen, Drehraten und Lagewinkeln im horizontierten Koordinatensystem (zum Beispiel von der Firma iMAR)

� Correvitsensor (optisches Messsystem zur Erfassung von Fahrzeuggeschwin-

arbeitet das System schließlich den Versuchsplan ab, indem es die zuvor definierten Fahrmanöver aufruft und durchführt.

Der Schlüssel für optimale Testfahrten Die sogenannte „Manöverführung“ ist das patentwürdige Highlight von MOSES, die auch das Arbeiten mit verschiedenen Messreihen oder Va-rianten optimal unterstützt. Das be-deutet in der Praxis, dass MOSES ei-ne integrierte Datenbank enthält, in der für jedes definierte Fahrmanöver die erforderlichen Einstellungen für die Messung abgelegt sind. Dies be-trifft zunächst nur die Konfiguration



Andreas Pfister und Dr. Marcus Nüssle (Bild) arbeiten in der Pkw-Entwicklung der Daimler AG in Sindelfingen – und zwar im Bereich Aktive Sicherheit/Fahrdynamik. Harry Reimer (Bild) ist bei der measX GmbH & Co. KG in Mön-chengladbach tätig.

SES wichtige Kontroll- oder Kennwerte in der Tabelle auf, die Grafiken zeigen be-reits weitere Messgrößen über der Fre-quenz. In der Grafik oben links ist dun-kelblau die Klassenbesetzung der letzten Messfahrt dargestellt.

Alle bisherigen Messungen hatten ei-ne maximale Lenkfrequenz von 1,4 Hz. Um den oberen Frequenzbereich zu fül-len, sind somit noch weitere Messungen erforderlich. In der Grafik unten links ist gut zu sehen, wie das Fahrzeug die Ziel-geschwindigkeit von 80 km/h erreichte; nur bei der letzten Messung (hellblaue Punkte) ist bei den Frequenzen größer 1 Hz die Fahrgeschwindigkeit auf bis zu 76 km/h abgesunken. In den beiden rechten Grafiken zeigt MOSES deutlich den not-wendigen Lenkradwinkel (zirka 47 °) an, der erforderlich ist, um auf die stationäre Ziel-Querbeschleunigung von 4 m/s² zu kommen. Diesen Wert zeigt auch die Ta-belle an.

Gerade bei den speziellen Manövern der NHTSA (National Highway Traffic

Safety Administration) ist eine Unter-stützung besonders wertvoll. Manöver-orientierung bedeutet hier beispielswei-se die automatische Berechnung der Lenkradwinkel aus dem Manöver „Zu-ziehen“ (slowly increasing steer) für das folgende Manöver „Fishhook“. Ob bei der Messung ein „two wheel lift“ vorlag, berechnet MOSES dann ebenfalls auto-matisch nach dem Kriterium der NHTSA.

Ausblicke MOSES kann mehr: Mit den Entwicklun-gen MOSES-Motion und MOSES-PDA erschließt das System sowohl komplexe als auch weitere Standard-Anwendungs-felder. Moses Motion bietet mit einer oder mehreren Kameras synchrone Vi-deodatenerfassung zu den Sensor- und Bussignalen; somit wächst das Anwen-dungsspektrum enorm.

MOSES-PDA benötigt für Slalom- und Spurwechseltests einen herkömmlichen PDA und einen GPS-Empfänger. Über ein

lokales WLAN gekoppelt mit einem Host-PC im Service-Fahrzeug lassen sich diese Aufgaben mit einem Minimum an Sen-sorik im Vergleich zum heute üblichen Verfahren zu besonders geringen Kosten durchführen.

Zusammenfassung Das Messsystem MOSES (MObiles Sen-sor Erfass System) ist ein mobiles Mess-system zur Erfassung von Messgrößen bei fahrdynamischen Versuchen. Die konsequente Ausrichtung der Bedienung auf den Arbeitsablauf bei Testfahrten und auf die durchzuführenden Fahrmanöver führt zu erheblichen Effizienzsteigerun-gen und Qualitätsverbesserungen, weil der Versuchsfahrer bei der Messung opti-mal unterstützt wird: Je nach gefahre-nem Manöver berechnet MOSES speziel-le Kennwerte und gibt diese aus – und zwar sowohl während (Online-Display) als auch nach der Messung (Offline-Dis-play).

Dabei werden die scheinbaren Gegen-sätze zwischen Standardisierung und Fle-xibilität nahezu aufgelöst. Mit einer Fülle von unterstützten Interfaces (analog, CAN, IEC, Ethernet, Video, USB, …) wird auch ein großes Feld weiterer Anwen-dungen erschlossen. So setzt etwa ein großer japanischer Hersteller MOSES in Europa zur Validierung von Bremsen aber auch bei Tests zur Verbesserung von Karosserie-Komponenten ein.

MeasX entwickelt MOSES durch das ständige Feedback vieler verschiedner Nutzer konsequent weiter und wertet die Software auf. Das Joint Venture zwischen dem originären Beauftrager und der Markteinführung durch die measX GmbH stellt erstmalig ein flexibles und standardisiertes Fahrdynamik-Software-paket zur Verfügung.

infoDIRECT www.all-electronics.de Link zu measX 323AEL0610


Bild 3: Gültigkeits-überwachung.

Bild 4 unten: Das Offline-Display beim Fahrmanöver Frequenzgang.

MESSEN/TESTEN

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1. DEUTSCHER KONGRESS DER WELTMARKTFÜHRER

Schwerpunktthemen:

Technologieführerschaft und Familienbesitz:

So bleiben Weltmarktführer an der Spitze

Agieren statt reagieren: Wie Unternehmen sich den Herausforderungen der Globalisierung stellen

Wachstum ohne Grenzen:

Ist das Geschäftsmodell Deutschland überholt?

25. und 26. Januar 2011 in Schwäbisch Hallmit Abendempfang am 24. Januar 2011

1. Deutscher Kongress der Weltmarktführer

1. Deutscher Kongress der Weltmarktführer

Spitzenpositionen durch nachhaltiges Wachstum sichern

Veranstalter:

Dr. Walter Döring, Wirtschaftsminister a. D. Baden-Württemberg SVV – Süddeutscher Verlag Veranstaltungen GmbH Prof. Dr. Bernd Venohr, StrategieexperteWirtschaftsregion Heilbronn-Franken GmbH Wirtschaftszeitung Produktion

Schirmherr:

Rainer Brüdele, Bundesminister für Wirtschaft und Technologie

Name, Vorname:

Abteilung/Position:

Firma/Branche:

Firmenanschrift (Straße, HsNr.):

Firmenanschrift (PLZ, Ort):

USt-IdNr.:

Telefon (für Rückfragen):

E-Mail:

Datum/Unterschrift:

Rechnung an (Abteilung/Name):

Hiermit melde ich mich verbindlich zur Veranstaltung „1. Deutscher Kongress der Weltmarktführer“ zum Preis von 1.590,– zzgl. MwSt. an (1811.207.08).

Ja, ich nehme am Vorabend (24.01.11) bei der KLAFS GmbH & Co. KG teil.

Ich nehme an der Abendveranstaltung am 25.01.2011 teil.

Ich bevorzuge vegetarisches Essen.

Wir haben Interesse an einer Firmenpräsentation. Bitte senden Sie uns kostenlos und unverbindlich Informationsmaterial zu.

Weitere Informationen zum Fachkongress erhalten Sie gerne von:

Ricarda Herrmann

SVV – Süddeutscher Verlag Veranstaltungen GmbH

mic – management information center

Tel: +49 (0) 8191/125-872 oder

E-Mail: [email protected]

Bitte beachten Sie unsere AGB unter: www.m-i-c.de/weltmarktfuehrer

Datenschutzhinweis: Die SVV GmbH ist ein Unternehmen der Süddeutscher Verlag Mediengruppe. Ihre freiwilligen Angaben werden zusammen mit den für die Vertragsabwicklung erforderlichen Daten von uns und der Unternehmensgruppe, unseren Dienstleistern sowie anderen ausgewählten Unter nehmen verarbeitet und genutzt, um Sie über Produkte und Dienst leistungen zu informieren. Wenn Sie dies nicht mehr wünschen, schreiben Sie bitte an: Süddeutscher Verlag Veranstaltungen GmbH, Justus-von-Liebig-Straße 1, D-86899 Landsberg

9409

Sponsoren:

Medienpartner:

Anmeldecoupon – Fix per Fax 08191/125-404

Aussteller:


Das Auto als Entertainmentzentrale Die ERSTE FACHTAGUNG INFOTAINMENT am 12. und 13. Oktober in München war mit rund 90 Teilnehmern ein echter Erfolg und zeigt das Interesse der Automobilindustrie an die-sem zukunftsträchtigen Thema.

U nter der Moderation von Prof. Dr. Volker von Holt vom Institut für Fahrzeuginformatik und –Elek-

tronik der Ostfalia- Hochschule für Ange-wandte Wissenschaften brachten die ins-gesamt 16 Vorträge einen guten Überblick über den aktuellen Stand des Infotain-ments und über künftige Entwicklungen. Im Folgenden die Wiedergabe einiger Vor-träge, eine Fassung aller Vorträge können Sie über unseren Service infoDIRECT am Ende des Beitrags herunterladen.

Infotainment im A8 Das Infotainment im neuen Audi A8 brachte Dr. Peter Steiner, Leiter Ent-wicklung Infotainment E/E von Audi im ersten Vortrag auch akustisch zum Klin-gen. Infotainment im A8 bedeute die Kombination aus Navigation, Google-Earth-Navi, Rear-Seat-Entertainment, Bang&Olufsen Sound, Multimedia und Audi Online Dienste – alles bedient durch das MMI Touch, über das wir in der Au-


gust-Ausgabe im Rahmen unserer Lud-wigsburg-Berichterstattung ausführlich berichtet haben.

Domänenübergreifende Vernetzung Neue Endkundenfunktionalität durch domänenübergreifende Vernetzung zeigte Dr. Otmar Schreiner, Head of Sys-tem Engineeering Interior der Conti-nental Automotive GmbH. Er zeigte Wege aus dem Dilemma, das sich aus der Fragestellung ergibt, wie man trotz steigender Komplexität zu einem „Sim-plify your Drive“ kommt. So kann man die HMI vereinfachen, wenn man do-mänenübergreifende Funktionen he-rausnimmt. Personalisierung ist hierzu das Stichwort – und zwar durch Bünde-lung von Funktionen zu den Fahrpro-filen Eco, Sport oder Comfort. Das vom Fahrer gewählte Profile greift dann in alle Funktionen ein (ABS, EPS usw.) und stellt sozusagen je nach Profil ein

anderes Fahrgefühl zusammen: man kauft ein Auto hat aber je nach Laune das Erlebnis eines Sportwagens, eines Eco-Autos oder einer Komfortlimousi-ne. Da kommt dann auch die Integrati-on oder Interaktion von Infotainment und Fahrerassistenz zum Einsatz, über die zum Beispiel bei einem Anruf auto-matisch das Spurwarnsystem einge-schaltet wird.

Eine weitere Komponente von „Sim-plify your Drive“ ist die von Continental entwickelte AutoLinQ-Lösung, bei der Fahrer und Beifahrer „Always On“ sind und mit allem Wichtigen in Verbindung bleiben. AutoLinQ besitzt eine offene Ar-chitektur und bietet die Möglichkeit, den Google-Android-Market-Place ebenso wie andere Internet-Eco-Systeme wirk-sam einzusetzen.

Elektroauto „Always On“ Dass auch das Elektroauto „Always On“ sein wird, war Gegenstand des Vortrags

1. FACHTAGUNG INFOTAINMENT


von Herbert Halamek, Key Project Mana-ger eMobility Solutions bei der Continen-tal Automotive GmbH. Im EV geht es aber darum, wie die Restreichweite ist, beeinflusst durch Wetter (Heizung), Ver-kehrsaufkommen, Stau und wie die La-demöglichkeit am Ziel ist. Da kann das Infotainment unterstützen und dem Fah-rer die Angst nehmen, nicht anzukom-men. Es kann die optimale Route berech-nen (die mit dem niedrigsten Energiever-brauch), nennt Zwischenlademöglich-keiten (zum Beispiel Schnellladung von 20 auf 80% in 15 Minuten) mit Hinwei-sen auf POI, an denen man die (La-de-)Zeit sinnvoll nutzen kann oder auf Akkuwechselstationen (Better Place und andere).

Herbert Halamek sprach auch die ver-schiedenen Ladelösungen an und stellt fest, dass ein EV soviel Strom benötigt wie ein Haushalt und dass der Gesamt-verbrauch in Deutschland deswegen um 10% zunehmen wird. Die Ladestrategien müssen überdacht werden, angefangen vom Ladeplatz über das Smart Charging, das heißt Ladung planen und steuern, bis hin zum Roaming, dem Akku-Life-Cycle (zum Beispiel Leasen) oder dem Smart Grid.

Das EV braucht Infotainment damit das Erlebnis „Elektroauto“ ein Positives wird. EVUs, Leasingfirmen, Akkuherstel-ler und Versicherungen sowie viele ande-re mehr werden mit den OEMs und Fah-rern ein Ökosystem Elektroauto bilden. Diese Partnerschaften sind ein wichtiger Erfolgsfaktor. Hierzu ist eine offene Platt-form zur Zusammenarbeit notwendig, für die schließlich Continental die Tech-nologie bietet. Herbert Halamek sieht große Zurückhaltung bei den Mineral-ölgesellschaften. Die sind mit ihren Tank-stellen in Sachen EV sehr zurückhaltend,

werden aber mit Ladestationen oder Ak-kuwechsel aus dem Dunkel heraustre-ten, wenn es soweit ist.

Symbiose mit Smartphone-Apps? Ralf Lamberti, Direktor Infotainment bei der Daimler AG, stellt die Frage, ob Smartphone Apps und das Auto eine Symbiose erfahren. Das hängt ab von der Bedienbarkeit, der Funktionsnutzung während der Fahrt und das alles unter Berücksichtigung der Ländergesetze, die zum Beispiel in einigen Staaten in den USA die Nutzung des Handys gerade für junge Fahrer verbieten.

Voraussetzung für die sinnvolle Inte-gration eines Smartphones im Kfz (die meisten verkauften Handys sind heute Smartphones) sind eine perfekte HMI, die Hands-free-Integration oder eine si-chere Befestigung aber auch eine sinn-volle Einschränkung der Inhalte, die sich an der Fahraufgabe orientieren – und keine „verrückten Sachen“.

Ralf Lamberti demonstrierte den Funktionsumfang der Smartdrive-App live vor dem interessierten Publikum. Smartdrive ist der Marktführer bei der iPhone-Integration und bietet die Halte-rung, Handsfree-Anrufe, iPhone-Audio sowie Auto-Save der Position des Autos für nahtlose CarFinder. Verfügbare Apps sind seit Mai 2010 die Basis-Apps wie Webradio, Maps und ID-Song. Seit Okto-ber 2010 wurde die Navigation integriert und zum selben Zeitpunkt „smart electric drive“ mit Anzeige des Ladezustandes und der Reichweite von EVs.

Der nächste Schritt wird sein, dass ei-ne App auf dem iPhone läuft, ihre HMI auf das Fahrzeugdisplay schickt und Kontrollinfos von den Bedienelementen bekommt. iPod out gibt Inhalte an exter-ne Displays, nutzt momentan Analog-

video um Videosignale zu senden. Die Lösung akzeptiert Kontrollkommandos von Drehgebern. Die Apps stehen unter der Kontrolle von Apple (wobei die Fir-ma garantiert, keine ablenkenden Inhal-te einzubinden), der OEM muss die Funktion aber selbst testen.

Sicheres Infotainment Dr. Marc Lindlbauer, Bereichsleiter Em-bedded Security der secunet Security Networks AG schilderte, dass wenn das Internet ins Auto kommt, Angriffsszena-rien Realität sind. Einen ausführlichen Beitrag zu diesem Thema finden sie in dieser Ausgabe der AUTOMOBIL- ELEKTRONIK ab Seite 32.

Spracheingabe Auf die Bedeutung der Spracheingabe für die Bedienung der zunehmenden Funk-tionen im Auto ging Arnd Weil, General Manager Nuance Automotive ein. Er sieht eine hohe Akzeptanz der Sprach-bedienung dann, wenn sie professionell ins HMI integriert ist. 8 von 9 Fahrern nutzen diese regelmäßig und ziehen sie der manuellen Bedienung vor. 60 Pro-zent der fest verbauten Navis bieten be-reits Sprachbedienung. Nuance setzt des-wegen auf die Erweiterung der Sprach-steuerung um SMS-Diktieren und Voice-Search sowie die Möglichkeit, im Auto kurze Nachrichten zu diktieren und be-liebige Internet-Abfragen (nicht nur im Auto) per Sprache zu starten. Die Firma, deren Technologie bereits in 7 der Top10-Topmodelle eingesetzt wird, wird ihre Vorstellungen gemeinsam mit den Tier1 lösen.

Datenvolumen speichern Das Datenvolumen im Automobil erhöht sich rapide durch Anwendungen wie



Auch das Elektroauto wird „Always On“ sein, so die Aussage von Herbert Halamek, Key Project Manager eMobility Solutions bei der Continental Automotive GmbH.

Dr. Marc Lindlbauer, Bereichsleiter Embedded Security der secunet Security Networks AG, schilderte, dass Angriffsszenarien Realität sein werden, wenn das Internet ins Auto kommt.

Dr. Alexander Leonhardi, zuständig für Sys-tem-Architektur und -Engineering bei der Daimler AG, bezeichnet MOST150 als das Bord-netz für zukünftige Infotainment-Systeme.




zum Beispiel vernetzte Unterhaltungs-möglichkeiten im Rücksitzbereich. Die-ses Problem sprach Boris Hafner, Senior Account Manager, Storage Device Divisi-on bei der Toshiba Europa GmbH, an, und mittels IVI (In-Vehicle-Infotain-ment) gibt es die Möglichkeit für Innova-tionen und wettbewerbsfähige Differen-zierung.

Er verglich die Genivi-Allianz, die of-fene Entwicklungsplattform für IVI, mit der man eine merkliche Reduktion von R&D sowie Time-to-Market erzielen kann, mit Microsoft Auto (dieses Be-triebssystem wird zum Beispiel von Ford Sync, Fiat Blue&Me und Hyundai be-nutzt). Die Genivi-Gemeinde umfasst unter anderem GM, BMW, Renault aber auch Conti, Delphi, Visteon und andere. Beide Allianzen haben das Ziel, die Inte-gration von CE-Geräten bei OEMs und Tiers zu vereinfachen.

Musik, Video und Navi-Information entwickeln sich zu einer bidirektiona-len Kommunikation und sind in der Entertainment-Architektur vereint. Die Datenbasen im Auto und in den Servicecentern nehmen an Umfang zu, auch weil der Verbraucher auch im Au-to hohe digitale Qualität verlangt – zum Beispiel bei der Videowiedergabe, bei der 3D-Navigation usw. Nach Aussage von Boris Hafner wird die Festplatte die präferierte Speicherlösung im Premi-um-Segment sein. Sie bietet die nied-rigsten Kosten pro Gigabyte und wird ja bereits im 5er und 7er BMW oder im Audi A8 eingesetzt. Toshiba nimmt als HDD-Hersteller die Herausforderung an und bietet (seit 1996) Auto-HDDs mit 80 GByte für Temperaturen von –30 bis 85°C und auch für den Einsatz bis 5500 m über Null. 2011 kommt dann eine Version mit 100 GByte als Single-

Platter-HDD, die dann 200 GByte maxi-male Kapazität bietet, wobei die Schnittstellen generell zugunsten SATA zulegen, während gleichzeitig PATA weiter abnimmt.

Ethernet Über Ethernet im Automobil in Verbin-dung mit BMW hat Automobil Elektro-nik schon des Öfteren berichtet. Frau Dr. Kirsten Matheus beleuchtete in ihrem Vortrag anfangs die Historie dieses Netz-werks, das bei BMW seit 2008 in Serie ist. Ersetzt man zum Beispiel LVDS-Video-links durch Ethernet, führt dies zu signifi-kanten Kosteneinsparungen. Eine BMW-Lösung bei Ethernet lautet UTSP, arbeitet mit nicht abgeschirmten verdrillten Lei-tungen, überträgt vollduplex mit 100 Mbit/s und benötigt keine teuren Ste-cker. Außerdem bietet sie ein besseres EMV-Verhalten.

Die Verwendung von Ethernet bei BMW bedeutet das Befolgen der ISO/OSI-Layer und die Nutzung von IP. Das heißt, ein universell akzeptiertes Pro-tokoll wird verwendet mit eindeutiger Separation von unteren und oberen Schichten und der Möglichkeit, existie-rende Standards in beiden Schichten an-zuwenden. Außerdem wird Flexibilität im Physical-Layer geboten, und es kön-nen 100baseTX-shielded, das bereits er-wähnte 100Mbit/s-UTSP, APIX, POF usw. zum Einsatz kommen.

BMW setzt auf das Ethernet: Wurde es 2010 für schnelles Flashen verwendet, wird es ab 2013 in Verbindung mit IP sei-ne Fortsetzung finden und 2020 in Do-main-Architektur zu hoher integrierter Effizienz der E/E führen. Waren früher im Auto alle Technologien proprietär, fin-det man heute automotive Standards bei nicht konkurrierenden Funktionen, und

die Zukunft wird wohl die Verwendung universeller Standards bringen.

MOST Dr. Alexander Leonhardi, zuständig für System-Architektur und -Engineering bei der Daimler AG, bezeichnet MOST150 als das Bordnetz für zukünfti-ge Infotainment-Systeme. Er schilderte verschiedene Einsatzszenarien für Bus-systeme und ging auf die guten Eigen-schaften von MOST25 ein, die von MOST150 noch übertroffen werden, da die Bandbreite auf 150 Mbit/s steigt und somit ausreichend für Mehrbenutzersys-teme ist. Außerdem können Kabel und Stecker von MOST25 übernommen wer-den, und FOTs sind als SMD verfügbar für einfache Bestückung und mit Standard-Footprint.

Dr. Leonhardi nennt die Vorteile der Ringtopologie von MOST150 verglichen zu Stern und Daisy-Chain wie zum Bei-spiel flexible Verlegung und einfache Er-weiterbarkeit. Vorteilhaft bei MOST nach Spezifikation 3.0 sind die schnelle Ver-fügbarkeit nach Start-up, die schnelle Re-aktion auf Änderungen in der Konfigura-tion und die Unterstützung für ein MOST-CAN-Gateway.

Bis zu 20 Entertainmentquellen und 10 Infoquellen werden bei Daimler mit-tels MOST verbunden, um dann vier Sen-ken zu bedienen. MOST150 bietet einen Ethernet-kompatiblen Paketdatenkanal für 1522 Byte große Pakete, deren Adres-sierung über 48-bit-MAC-Adressen er-folgt. Aktuell wird 50 Mbit/s Durchsatz erzielt. Der Ethernet-Kanal wird in Zu-kunft verstärkt genutzt, es können die Standards aus der IT-Welt verwendet wer-den, und die Verbindung zu CE-Geräten wird erleichtert. Auch ist die Ausweitung der Videoübertragung über MOST mög-

Der Moderator der 1. Fachtagung Infotainment, Prof. Dr. Volker von Holt vom Institut für Fahr-zeuginformatik und -Elektronik der Ostfalia- Hochschule, leitete durch die 16 Vorträge.

Ralf Lamberti, Direktor Infotainment bei der Daimler AG, demonstrierte den Funktions-umfang der Smartdrive-App live vor dem interessierten Publikum.

Das Datenvolumen im Automobil erhöht sich rapide. Boris Hafner, Senior Account Mana-ger, Storage Device Division bei der Toshiba Europa GmbH, sieht im HDD die Lösung.


Electronics Systems von Dr. Rainer Heers, Visteon

� Automotive Touchscreens and the new role for a semiconductor company von Hassane El-Khoury, Cypress

Siegfried W. Best ist Chefredakteur der AUTOMOBIL-ELEKTRONIK

infoDIRECT www.all-electronics.de Link zur Langfassung 402AEL0610

Auf die Bedeutung der Spracheingabe für die Bedienung der zunehmenden Funktionen im Auto ging Arnd Weil, General Manager Nuan-ce Automotive ein.

Dr. Otmar Schreiner (Continental Automoti-ve): Es gibt Wege, trotz steigender Komplexi-tät zu einem „Simplify your Drive“ zu kom-men.

Dr. Kirsten Matheus ersetzt LVDS-Videolinks durch Ethernet, was zu signifikanten Kosten-einsparungen führt.

lich. Die Stärken von MOST bleiben erhal-ten, das heißt, die zuverlässige physika-lische Schicht und die effiziente Übertra-gung von Multimediadaten.

Schlussbemerkung Eine Fassung aller Vorträge können Sie über unseren Service infoDIRECT am Ende des Beitrags herunterladen. Es sind dies folgende weitere Beiträge: � HMIs von Infotainmentsystemen von

Dr.-Ing. Peter Rößger, Harman

� Ort-und zeitunabhängige Multimedia-nutzung von Dominique Seydel, Fraunhofer ESK

� Adaptive Navigation in Ballungsräu-men von Tim Lange, BMW und Patric Stieler, Stadt Düsseldorf

� C2X Communication – From Research to Deployment von Tim Leinmüller, Denso

� Trends in Connectivity and Location 2012 and beyond von Thomas Carmo-dy, CSR plc

� HMI Experience for Future Cockpit



Strom-Messwandler mit digitalem Ausgang

Die Messwandler-Familie CUR 315x von Mi-cronas basiert auf dem Hall-Effekt. Die bei-den Typen CUR 3150 und CUR 3155 sind pro-grammierbar und mit einem digitalem Aus-gang ausgestattet. Am Ausgang steht ein bis zu 1% genaues PWM-Signal mit einer Auf-lösung von bis zu 16 bit zur Verfügung. Die Bandbreite erreicht bis zu 2 kHz. Der nutzba-re Magnetfeldbereich umfasst ±20 bis ±160 mT.

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Kfz-Radio-Tuner-ICs für die Mittelklasse Silicon Laboratories stellte unter der Bezeich-nung Si475x Kfz-Radio-Tuner-ICs vor, die vom Antenneneingang bis hin zum Audioausgang eine komplette Radio-Tuner-Lösung auf ei-nem einzigen CMOS-IC darstellen. Damit sol-len sich „für Kfz-Radios der Mittelklasse die geringsten Systemkosten erzielen“ lasen. Die MW/UKW-Empfänger-ICs Si475x sind vor al-

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lem für die preissensiblen BRIC-Märkte(Brasi-lien, Russland, Indien und China) konzipiert. Die ICs ermöglichen es, die Anzahl externer Bauelemente um bis zu 70% zu verringern.

Drei Dienste, eine Antenne

„Die weltweit erste Iridium/GPS/Mobil-funk-Antennenkombination“ bietet Hirsch-mann Car Communication an. Das Anten-nengehäuse ist aus einem besonders wider-standsfähigen Material gefertigt, um wet-terbedingten Einflüssen sowie Steinschlä-gen standzuhalten.

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Der Navigation Data Standard (NDS) e.V. hat zum Ziel, das Kartenformat für Navigationsgerä-te zu standardisieren. Dadurch sind zukünftig NEUE KUNDENFUNKTIONEN wie tagesgenaue inkrementelle Updates oder das Laden von Content möglich. Ferner können Kosten vermie-den werden, die heute durch die proprietären Datenformate bei den Herstellern entstehen.

Content, Grafiken, POIs, Detailkarten zu bestimmten Regionen für Urlaubsfahrten oder ähnliches (Bild 2). Diese Beispiele zeigen die hohe Relevanz aktueller und vollständiger Kartendaten für den Kun-den.

Herstellernutzen Bei den Karten-Releases der OEMs han-delt es sich heute in aller Regel um end-gerätespezifische Formate, die für alle noch im Feld befindlichen Produkte se-parat compiliert werden müssen. Da der Compilierprozess Abhängigkeiten zu den Funktionen der Navigationsgeräte be-

Navigation Data Standard (NDS): Bald Industriestandard?

NDS e. V. Navigation Data Standard (NDS) e.V. und hat zum Ziel, das Kartenformat für Naviga-tionsgeräte zu standardisieren. Dadurch sind zukünftig neue Kundenfunktionen wie tagesgenaue inkrementelle Updates, Laden von Content möglich. Ferner können Kosten vermieden werden, die heute durch die proprietären Datenformate bei den Herstellern entstehen. NDS wurde im September 2009 als Standardisierungsinitiative in Form eines Vereins gegründet und steht allen Interessierten offen. Er dient der Definition, Weiterent-wicklung und Verabschiedung der Releases des NDS Kartenstandards und der Ver-gabe der für die Mitglieder kostenlosen Lizenzen. Derzeit besteht NDS aus den folgenden 20 Vertretern der Navigationsindustrie (OEMs, System Vendors und Map-Suppliers): Aisin AW, Apine Electronics, Bayerische Motoren Werke AG, Clarion, Daimler AG, DENSO Corp., Elektrobit Automotive GmbH, Guangdong Ritu Informati-on Systems, Harman/Becker Automotive Systems GMBH, Mapscape B.V., Mitsubishi Electric, NAVIGON GmbH, NavInfo Co. Ltd., NAVTEQ, Panasonic Automotive Systems, Robert Bosch GmbH, Technisat, Tele Atlas, Volkswagen AG, Zenrin.

sitzt, muss dieser über den Lifecycle an neue Funktionen angepasst werden. Mittlerweile haben verschiedene OEMs je nach Produktpalette bis zu zehn ver-schiedene Navigationslösungen im Feld. Dadurch wird das Angebot von Karten-updates aus Herstellersicht von Jahr zu Jahr aufwändiger. Ein Industriestandard, der geräteunabhängige Kartenformate lie-fert, reduziert diesen Aufwand erheblich.

Neue Geschäftsmodelle Für die Anbieter digitaler Karten lassen sich rund um die beiden Ziele Aktualität und Vollständigkeit der Karteninforma-

D ie Eröffnung des letzten 14,6 km langen Autobahnabschnitts der A7 von Nesselwang nach Füssen

am 1. September 2009 war lange im Vo-raus bekannt. Aber wie kann solch eine wichtige kundenrelevante Information zeitnah in modernen Navigationssyste-men berücksichtig werden? Insbesonde-re in denjenigen der Automobilhersteller, bei denen aufgrund der proprietären und komplexen Karten-Compilierprozesse und der Integration der Karten in den Fahrzeugproduktionsprozess in aller Re-gel nur einmal im Jahr ein Kartenupdate erfolgt? Angenommen dieses erscheint im Frühjahr, in welche Version soll diese neue Information integriert werden? In diejenige des Jahres 2009, um zirka 6 Monate lang Routenberechnungen zu er-halten, die in einer Baustelle enden? Oder erst in die Version des Jahres 2010, wodurch die Kunden ein halbes Jahr lang eine gut ausgebaute, neue Strecke nicht im Navigationssystem finden können? Die Unzufriedenheit des Kunden ist vor-programmiert – erst recht beim Neuwa-genkauf.

Ein inkrementelles Karten-Update zum Eröffnungstag, wäre in diesem Fall die Wunschfunktion aus Kundensicht. Idealerweise kommt es automatisch „over the air“ ins Auto, zumindest aber per In-ternetdownload auf USB Stick. Mit NDS wird dieses Szenario möglich (Bild 1).

Weitere Beispiele für Kundennutzen sind denkbar, wie das Nachladen von

Bild 1: Update eines Streckenabschnitts, z.B. Neueröffnung A7 im September 2009 (rot eingefärbt).

INFOTAINMENT



tionen neue Geschäftsmodelle generie-ren: Anstelle der heute üblichen jähr-lichen Updates von Karten-Vollversionen (beispielsweise Westeuropa, Jahr 2011, alle Karteninformationen inklusive aller POIs, 3D-Modelle etc.) könnten Abonne-ments für regelmäßige automatische Up-dates für bestimmte Regionen verkauft werden. Ein Vertriebsmitarbeiter im deutschen Markt könnte damit ein Abonnement für Deutschland kaufen und stets die neuesten Streckeninforma-tionen und POIs automatisch ins Fahr-zeug geschickt bekommen. Oder ein Pri-vatnutzer, der nach Italien in den Urlaub fährt, könnte sich vor der Reise die aktu-ellsten Strecken und POIs ins Fahrzeug laden.

Notwendigkeit zur Datenstrukturierung Die Datenerhebung der Hersteller von di-gitalen Straßenkarten geht mittlerweile weit über die Basisinformationen des Straßennetzes hinaus. Die Datenbanken enthalten digitale Terrainmodelle, Junction-Views, Luft- und Satellitenbil-der, 3D-Stadtmodelle, Guided-Tours, ADAS-Daten und weitere Informatio-nen. Damit werden die Funktionen der Navigation Guiding, Routing und Map Display immer komfortabler und anspre-chender. Fahrzeugfunktionen, die auf Streckeninformationen zurückgreifen (wie zum Beispiel Speed Limit Control oder das Energiemanagement von Hy-brid- und E-Fahrzeugen), werden durch diese Zusatzinformationen der digitalen Straßenkarten erst ermöglicht. Um die genannten Kunden- und Herstellernut-zen zu erzielen, müssen die richtigen Da-ten ansprechbar sein, was durch eine in-telligente Datenstrukturierung gelingt.

INFOTAINMENT

Ziele und Inhalt Aus den dargelegten Motivationen leiten sich die Ziele des NDS ab: � Von Karten- sowie Endgerätehersteller

unabhängiges Kartenformat � Update-Prozess und Life-Cycle-

Management � Separieren von Applikation und

Kartendaten � Kompaktes Format sowie effiziente

Datenhaltung und Verarbeitung � Weltweite Verwendbarkeit � Kompatibilität und Interoperabilität � Unterstützung unterschiedlicher

Distributionswege und -medien � Erweiterungsmöglichkeit für proprie-

täre Daten � Kopierschutz und Digital Rights

Management

Architektur In Bild 3 ist schematisch der Aufbau einer NDS-Datenbank dargestellt. Sie besteht aus verschiedenen Komponenten, die in separaten Files gespeichert werden: Die sogenannte Coverage Area (zum Beispiel Europa) ist unterteilt in verschiedene Up-date-Regionen (beispielsweise Schweiz). Eine Kachelstruktur (Tiles) unterteilt je-de Region in einzelne Update-Parzellen.

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Innerhalb der einzelnen Update-Regio-nen sind die Datenbanken nach den ein-zelnen inhaltlichen Blöcken strukturiert in Namen, Routing, Junction-Views, Phoneme, Verkehr, POIs, Basic Map Dis-play, Advanced Map Display (Bild 4).

Versionsmanagement Beim Karten-Update sind insbesondere inkrementelle Updates in folgenden Fäl-len interessant: Patch-Update zur Behe-bung von Kartenfehlern, Content-Nach-laden (Sprache, 3D, Landmarks, City-Maps etc.), POI-Updates, Inkrementelles Update einer bestimmten Region (zum Beispiel Deutschland auf der Europakar-te), Update Straßenattribute (beispiels-weise Geschwindigkeitsbegrenzung). NDS führt ein intelligentes Versions-management ein, um die Datenbank im Navigationsgerät über den LifeCycle ak-tuell zu halten und ermöglicht damit neue innovative Update-Konzepte.

Status Entscheidend für die Etablierung eines Standards ist seine Anwendung in kon-kreten Umsetzungsprojekten. Mittler-weile gibt es Projekte bei drei verschiede-nen deutschen Automobilherstellern, die auf Basis NDS neue Navigationssysteme entwickeln und in den nächsten Jahren in Serie bringen. Somit legt NDS den Schwerpunkt seiner Arbeit derzeit auf die pragmatische Weiterentwicklung des Standards, um die Anwendung zu reali-sieren. Für die zukünftigen Releases ist daher geplant, die Erkenntnisse aus den aktuellen Serienprojekten einfließen zu lassen.

Bild 2: Nachladen von POIs und 3D-Grafiken (rot umrahmt).

Bild 4: Strukturierung der einzelnen Teil-Datenbanken in logische Blöcke.

Dr. Thomas M. Müller ist Abtei-lungsleiter Navigation und Con-nectedDrive bei der BMW Group sowie Chairman des NDS e.V.

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Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser Wenn Apps ins Fahrzeug kommen, dann stellen sich ganz neue Fragen in punkto Security (intrinsische Datensicherheit), denn die Safety (hier: Fahrsicherheit) darf nie beeinträchtigt werden. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK zeigt, wie sich die SECURITY KONSEQUENT UMSETZEN lässt.

D ie heute zwölfjährigen sind die Autokäufer von morgen. Sie sind mit dem Internet aufgewachsen

und selbstverständlich permanent on-line. Für sie ist es alltäglich, Kontakt zu ihrem sozialen Netzwerk zu halten und sich die neusten Anwendungen aus Appstores aus dem Internet herunter zu laden. Um diesen Kunden von morgen attraktive Fahrzeuge anbieten zu kön-nen, wird das schnelle Nachladen von neuen und trendigen Applikationen zum Standardumfang der nächsten Fahrzeug-generationen gehören. Dabei wird die Attraktivität dieser Fahrzeuge noch zu-sätzlich gesteigert, indem die nachlad-baren Applikationen das Fahren beque-mer, ansprechender oder auch unterhalt-samer machen.

Welche Applikationen hier denkbar sind, hat der Wettbewerb „App my Ride“ von Volkswagen gezeigt, dessen Ergeb-nisse im Internet veröffentlicht sind. Da-bei wird bei der Analyse dieser Applika-tionen, die zum größten Teil auf das Fahr-erlebnis zielen, klar, dass hierfür eine Ver-

bindung dieser Applikationen zum Fahr-zeugbordnetz notwendig ist – zum Bei-spiel, um aktuelle Informationen über den Tankinhalt, Motordrehzahl, Ge-schwindigkeit etc. zu erhalten.

Beim Design dieser Funktionen kann daher nicht davon ausgegangen werden, dass keinerlei Verbindung zwischen den Internetservices beziehungsweise den Applikationen und den Safety-kritischen Teilen des Fahrzeugs wie etwa der Fahr-werkskontrolle besteht. Vielmehr wird es zwischen dem Steuergerät im Fahrzeug, auf dem die nachladbaren Applikationen ausgeführt werden, und dem Fahrzeug-bordnetz eine physikalische Verbindung geben, über die Daten zwischen dem Fahrzeug und dem Internet ausgetauscht werden (Bild 1).

Zugriff bösartiger Applikationen? Sofort stellt sich die Frage, wie der An-schluss des Internets an Fahrzeuge reali-siert werden kann, ohne die Sicherheit des Bordnetzes zu gefährden, denn es werden in Zukunft nicht nur Applikatio-

nen auf die Fahrzeuge zugreifen, die von den Fahrzeugherstellern selbst program-miert und getestet wurden. Im zuneh-menden Maße werden auch Applikatio-nen von Drittherstellern, die diese Appli-kationen nicht primär unter dem Fokus der Safety des Fahrzeugs entwickelt ha-ben, angeboten werden, um eine anspre-chende Funktionalität anzubieten.

In Zukunft könnten also fehlerhafte oder sogar bösartige Applikationen Zu-griff auf das Fahrzeug bekommen, wenn die Schnittstelle nicht sorgfältig abge-sichert wird. Was in so einem Fall passie-ren kann, wenn bösartiger Code dauer-haft Zugriff aufs Fahrzeugbordnetz er-hält, zeigen die empirischen Unter-suchungen einer amerikanischen For-schergruppe, der es gelungen ist, aktiv in die Fahrsicherheit des Fahrzeugs ein-zugreifen. Ihnen ist es zum Beispiel ge-lungen, ohne Einflussnahmemöglichkeit des Fahrers Räder einzeln abzubremsen. In realen Fahrsituationen könnte das ka-tastrophale Folgen für Leib und Leben der Passagiere des Fahrzeugs und die

SECURITY



Umgebung des Autos haben. Es zeigt sich also, dass neben der Wahl der richtigen Applikationen für die Automobilherstel-ler auch die richtige Vorsorge gegen An-griffe von Malware von essentieller Be-deutung ist. Es müssen Antworten gege-ben werden, wie die Ausweitung der An-griffsfläche eines Fahrzeugs, zum Beispiel durch Fernangriffe aus dem Internet, von den safety-kritischen Teilen des Bordnet-zes ferngehalten werden kann – und das vor dem Hintergrund, dass Ingenieure weniger Zeit zum Testen, als Angreifer zum Entwickeln einer Malware haben.

Diese Asymmetrie ist in der Regel ein Vorteil für die Angreifer: Sie haben mehr Zeit, eine einzige erfolgreiche Angriffs-möglichkeit zu finden, als die Entwick-lungsingenieure, um die Security des Systems zu generieren. Zum einen ist Se-curity nur eine von mehreren non-funk-tionalen Anforderungen, wobei die Funktionsentwicklung den größten Teil des jeweiligen Einzelaufwands bean-sprucht. Zum anderen werden die Fahr-zeug-Produktzyklen immer kürzer.

Gleichzeitig verlängert sich der Nut-zungszeitraum eines Fahrzeugs.

Risikoklassifizierung Der Zeitraum für die Entwicklung eines erfolgreichen Angriffs wird somit immer länger. Klassische Sicherheitsbewertun-gen sind an dieser Stelle problematisch, da neue Bedrohungen durch unbekann-te Applikationen nicht berücksichtigt werden können. Es bedarf daher einer vollständigen Risikoklassifizierung von Applikationen und Daten, die vor dem Einsatz im Fahrzeug festgelegt werden kann, um Fahrzeuge wirksam und dau-erhaft vor Malware, auch unbekannter, zu schützen.

Ein geeignetes Konzept zur Klassifika-tion von Anwendungen und Daten ist die Vertrauenswürdigkeit. Dabei reicht das Spektrum von keinem Vertrauen bis hin zu vollem Vertrauen. Um daraus für eine konkrete Anwendung effizient abzulei-ten, wie vertrauenswürdig diese ist, ist ei-ne Diskretisierung des oben genannten Vertrauensspektrums notwendig, die die

Bild 1: Zukünftige Anwendungen im Fahrzeug erfordern eine Verbindung des Autos mit dem Internet.

möglichen Schattierungen zwischen kei-nem und vollem Vertrauen durch eine begrenzte Anzahl von sogenannten Trustdomains ersetzt. Aus Sicht eines Fahrzeugherstellers können beispiels-weise drei Trustdomains gebildet werden (Bild 2). Geringes beziehungsweise kein Vertrauen haben unbekannte Applika-tionen oder unbekannte Dienste. Einge-schränktes Vertrauen genießen etwa Ap-plikationen von Drittherstellern oder der Zugriff durch bekannte Server, die aber nicht der Kontrolle des Fahrzeugherstel-lers unterliegen. Volles Vertrauen hin-gegen können zum Beispiel Infotain-mentanwendungen, die vom Fahrzeug-hersteller selbst oder von einem Tier-1-Zulieferer erstellt wurden, und die Bordnetzapplikationen selbst genießen.

Security-Mechanismen Auf Basis dieser Einteilung müssen die Security-Mechanismen für eine konkrete Umsetzung dieser Trustdomänen auf ei-ner Infotainment-Plattform im Fahrzeug nicht zur Abwehr einer spezifischen Be-


Bild 2: Klassifizierung von Anwendungen nach Vertrauenswürdigkeit.

SECURITY

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drohung entwickelt werden. Es reicht aus, dies für die einzelnen Trustdomains zu tun. Hauptziel ist es dabei, eine Verlet-zung der Integrität des Fahrzeugbordnet-zes zu verhindern. In der daraus abgelei-teten Lösung von Secunet werden die einzelnen Trustdomains zunächst logisch streng voneinander getrennt. Durch eine Verankerung dieser Trennung in der Hardware der Infotainment-Plattform kann diese Trennung selbst nicht durch eine bösartige Anwendung aufgehoben werden. Dennoch ist es möglich, zwi-schen den einzelnen Trustdomains Nach-richten auszutauschen, wie es in Bild 2 dargestellt ist.

Dort ist eine kontrollierte Kommuni-kation von weniger vertrauenswürdigen Domänen in die nächst höhere erlaubt. Die Übertragung von Applikationen ist dabei nicht zulässig. Dies wird von einer Kontrollinstanz überprüft, die selbst dem Zugriff der Anwendungen in den einzel-nen Trustdomänen entzogen sind. In Bild 2 wird diese Kontrollinstanz durch eine Mauer symbolisiert.

Somit ist es im obigen Beispiel nicht möglich, dass in der Domäne einge-schränkten Vertrauens unbekannte Ap-plikationen zur Ausführung kommen. Während also Vertrauen gut für die Klas-sifizierung von Applikationen ist, ist Kontrolle besser für die Überwachung er-laubten Kommunikationsverhaltens zwischen den einzelnen Trustdomänen.

wie bereits erwähnt, die Nachricht nicht weitergeleitet. Darüber hinaus neutrali-siert die Kontrollinstanz die Applikation, von der das unerwünschte Verhalten ausgeht, und stellt neben der Integrität des Bordnetzes auch die Verfügbarkeit der Infotainment-Plattform sicher. Ein Angreifer kann so die Funktionen der In-fotainment-Plattform selbst nicht dauer-haft lahmlegen.

Fahrzeughersteller haben die Mög-lichkeit, ohne den Einsatz von Spezial-hardware und ohne Implementierung zusätzlicher Security-Funktionen, neue vernetzte Applikationen in ihren Fahr-zeugen auszurollen und schnell und fle-xibel auf die Anforderungen der Märkte zu reagieren. Sie müssen dabei keine Ab-striche bei der Security zu machen, da lo-kal gefährliches Verhalten, zum Beispiel durch einen herunter geladenen Virus durch die strikte Trennung der Trustdo-mains isoliert wird und die Safety des Bordnetzes nicht kompromittiert wird. Es gilt auch bei der Umsetzung von kom-plexen technischen Usecases: Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser.

Dr. Marc Lindlbauer ist Bereichsleiter Embed-ded Security und Automotive Security bei der Secunet Security Networks AG

Dabei fällt die Kontrollinstanz anhand ei-ner Policy die Entscheidung, ob Nach-richten in die nächste vertrauenswürdi-gere Trustdomäne weitergeleitet werden oder ob das Datum geblockt wird. Eine Policy für eine bestimmte Trustdomäne besteht dabei aus einem Satz von Ent-scheidungsregeln, die sich immer aus den Erfordernissen der nächst höheren Trust-domäne ableiten.

So bestimmt nicht etwa eine Anwen-dung eingeschränkten Vertrauens, wel-che Daten sie aus dem Bordnetz auslesen darf oder welche Informationen in das Bordnetz übertragen werden. Allein die im Bordnetz erlaubten Nachrichten, die zum Zeitpunkt der Übertragung die Safety des Fahrzeugs nicht beeinträchti-gen können, dienen als Grundlage für die Regeln der Policy, welche den Zugriff er-lauben.

Auch kann auf diese Weise kontrol-liert werden, ob personenbezogene Da-ten eines Fahrers, die im Fahrzeug selbst gespeichert werden, aus dem Bordnetz übertragen werden dürfen. Darunter würde zum Beispiel die aktuelle Position eines bestimmten Fahrzeugs fallen. Es wird sichergestellt, dass niemals uner-laubte Nachrichten übertragen werden und die Kontrollentscheidungen immer unabhängig von den Anwendungen der kontrollierten Trustdomäne sind. Falls die Kontrollinstanz ein solches uner-wünschtes Verhalten feststellt, so wird,

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SECURITY

V850-Mikrocontroller der 4. Generation: 74 neue ICs Renesas Electronics hat die vierte Generati-on seiner V850-Mikrocontroller-Serienfür Automobilanwendungen auf den Markt ge-bracht – und zwar in vier Produktserien: Die P-Serie für Chassis- und Sicherheitsanwen-dungen gemäß ASIL D/SIL3, die D-Serie für Armaturenbrett-Applikationen, die F-Serie für Karosserie-Anwendungen und die S-Se-rie für Kfz-Audiosysteme. Die Serienfer-tigung ist für das zweite Quartal des Ge-schäftsjahres 2011 geplant. Die mit dem 32-bit-CPU-Core V850E2 und 90-nm-Mo-nos-Flash ausgestatteten Mikrocontroller liefern eine Rechenleistung von 2,5 DMIPS/MHz, was einem Leistungsbereich von 48 MHz (120 MIPS), 80 MHz (200 MIPS) bis 160 MHz (400 MIPS) entspricht. Dabei ist jede Produktserie skalierbar in Bezug auf Spei-cherumfang, Peripherieelemente, Pinzahl und Leistung. Dies ermöglicht vollständige Soft- und Hardware-Kompatibilität inner-halb jeder Produktserie. Insbesondere ist ei-ne Software-Wiederverwendung auch zwi-schen den vier Produktserien gewährleistet,

da die gleichen Peripherieelemente jeweils über dieselben Register angesprochen wer-den. Für sämtliche Bausteine der vierten MCU-Generation sind vollständig verifizier-te Autosar-V3.0/3.1-MCAL-Softwaretreiber verfügbar. Um den Autosar-Anforderungen gerecht zu werden, ist in der neuen X4-Ge-neration eine neue SPF-Funktion (System Protection Functionality) implementiert, die aus einer Memory Protection Unit

infoDIRECT www.all-electronics.de Link zu Renesas 373AEL0610

(MPU), einer Peripheral Regis-ter Protection Unit (PPU), ei-ner System Register Protecti-on Unit (SRP) und einer Ti-ming Supervision Unit (TSU) zur Überwachung der CPU-Ausführungszeit beseht. Als Nachfolgeprodukt der be-kannten V850ES/Fx3 MCUs bieten die V850ES/Fx4 MCUs CPU-Taktraten von 48 bis 160 MHz sowie Flash-Speicher von 256 kB bis 4 MB in Gehäu-sen mit 64 bis 256 Pins. Zu-

sätzlich wurde ein erweiterter Satz an Peri-pheriefunktionen implementiert, ein-schließlich FlexRay, Ethernet, MOST sowie PWM-Generierung/Diagnose, ein Span-nungskomparator mit Hysterese und LIN-Master.


NEUE PRODUKTE


Treiber-IC mit 600-V-IGBT für DC/DC-Wandler

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Beschleunigungssensoren

MMA6900Q und MMA6901Q heißen die neuen Beschleunigungssensoren aus der Xtrinsic-Baureihe, die Freescale für aktive Sicherheitssysteme im Auto vorstellte. Der Messbereich beträgt bis zu ±5 g pro Achse, wobei die Erkennungsschwelle beim MMA6900Q 8,6 mg (Beschleuniung) bezie-hungsweise 0,5 ° (Winkel) beträgt. Die Messdaten geben die Bausteine per SPI mit 11 bit Auflösung aus.

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Flash-FPGAs: jetzt auf 65-nm-Plattform mit 65% geringerem Energiebedarf Microsemi nutzte die electronica, um aus-führlich darüber zu informieren, dass der bisher unter dem Namen Actel bekannte FPGA-Spezialist jetzt vollständig als SoC Products Division in die Microsemi Corpora-tion integriert ist, und präsentierte dann auch gleich die neue 65-nm-Embedded-Flash-Plattform. Auf dieser Plattform wird das Unternehmen seine Flash-basierten, kundenspezifisch konfigurierbaren SOCs (System-on-Chip) der nächsten Generation

infoDIRECT www.all-electronics.de Link zu Microsemi 374AEL0610

herstellen, die eine neue, erweiterbare 4-In-put-LUT-Architektur aufweisen werden. Die neue Plattform soll den dynamischen Ener-gieverbrauch um 65% senken. Zugleich wird die FlashFreeze-Funktion optimiert und die Stromaufnahme im statischen Betrieb wei-ter reduziert. Künftige Bausteine werden Bus-Schnittstellen gemäß Industriestan-dard enthalten und auch die Integration strahlungsfester IP (Intellectual Property) wie Embedded-Mikroprozessor-Cores, DSP-

Blöcke, High-Speed-Transceiver, Memory-Interfaces, nichflüchtiges Flash-Memory und programmierbare Analogfunktionen ermöglichen. Außerdem gab Microsemi be-kannt, dass Fusion Mixed-Signal-FPGAs jetzt mit 100% Temperaturscreening von –55 bis +100°C verfügbar sind.

Schottkydioden aus Siliziumkarbid Rohm hat auf der electronica die Entwick-lung einer neuen Generation von Silizi-umkarbid-Schottkydioden angekündigt, die im Vergleich zu siliziumbasierten Schottkydioden geringere Verluste und ei-ne höhere Spannungsfestigkeit bei 15% kleinerer Chipfläche aufweisen. Die neu-

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en SiC-Schottkydioden der Serie SCS110A bieten eine Sperrverzögerungszeit (trr) von 15 ns.

Treiber für LED-Beleuchtung

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NXP bietet mit ASL1010NTK und ASL1010PHN „die ersten LED-Treiber-ICs für Automotive-Anwendungen, bei denen entscheidende Funktionen integriert sind und zwar zusam-mengefasst in einer Automotive-qualifizier-ten, Analog/Mixed-Signal-Plattform mit 8/16-Pin-Gehäuse“. Hierzu gehören die di-rekte LED-Temperaturrückmeldung und -Fehlererkennung sowie die interne PWM-Regelung für die Dimmung und Kurzschluss-schutz. Das für Front und Heckleuchten konzi-pierte Treiber-IC basiert auf einer automatisch umschaltenden Buck/Boost-Topologie für die sichere Speisung von bis zu 20 LEDs .

International Rectifier stellte das Treiber-IC AUIRS2191S sowie den 600-V-NPT-IGBT (Non-Punch-Through) AUIRGP50B60PD1 für energieeffiziente DC/DC-Anwendun-gen im Fahrzeug vor. Das zweikanalige Treiber-IC ermöglicht in einer Halbbrü-cken-Topologie die unabhängige An-steuerung der High- und der Low-Side – und zwar mit einem Strom von bis zu ±3,5 A mit Laufzeitverzögerungen von 90 ns. Die maximale Sperrschicht-Betriebstem-peratur beträgt 150 °C. Der als Ersatz für MOSFETs konzipierte NPT-IGBT AU-IRGP50B60PD1 ist zusammen mit einer verbesserten 25-A-Diode, die bei Schalt-geschwindigkeiten bis 150 kHz arbeiten kann, in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht.

„Vibrations- und stoßfestes“ Notebook Unter der Bezeichnung semi rugged S 400 bietet Getac einen gemäß IP5X gegen Staub und Feuchtigkeit geschützten Notebook-Computer an, der „vibrations- und stoßfest“ ist und damit auch für Diagnoseanwendun-gen im Auto prädestiniert ist, wobei der Ein-satztemperaturbereich von –15 °C bis 45 °C reicht. Neben zwei PCMCIA-Slots und einem USB-Anschluss ist auch noch eine serielle Schnittstelle vorhanden.

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Wie entsteht eine Li-Ionen-Batterie? Die Lithium-Ionen-Batterie ist das Kernelement von Elektrofahrzeugen. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK erläutert, wie die FERTIGUNG des Energiespeichersystems für den S400 im Detail abläuft.

Zwar entwickelt Johnson Controls die Li-Ionen-Batterien in seinem Systemintegrationszentrum in

Hannover, wo sich auch die Europazen-trale von Johnson Controls Power Soluti-ons EMEA befindet, aber die Produktion der Zellen erfolgt in Nersac/Frankreich. Dabei ist die Fertigung der Batterien für den Mercedes S400 in zwei räumlich ge-trennte Bereiche aufgeteilt: in die Zell-produktion und die Systemherstellung.


Nur für das Daimlerprojekt erfolgt die Systemherstellung in Nersac, alle wei-teren Aufträge erfolgen in Hannover.

Zellproduktion Bei der Produktion der Batteriezellen steht zunächst das Anmischen der Roh-stoffe für die Herstellung der aktiven Elektrodenmasse an. Ab hier erfolgt der Prozess im Trockenraum (trocken, sehr sauber): Beim Pastieren wird die aktive

Masse der Anode in mehreren separaten Bahnen beidseitig auf die Ableiterfolie aufgestrichen. Gleiches erfolgt für die Ka-thode. Die Elektroden durchlaufen nun einen berührungslosen Trockenprozess bei zirka 60 °C in einem Trockenofen.

Danach wird die zirka 2 km lange Elektrode zu einem Wickel (Coil) auf-gewickelt und dann in der Breite von mehreren Bahnen auf eine Bahn in Elek-trodenhöhe zurechtgeschnitten, so dass sie dann über die nötige Breite vefügt, um die Zellhöhe zu erreichen.

Anschließend erfolgt das Kalandrie-ren/Walzverfahren (Calendering) der

Bahnen, bei dem die aktive Masse un-ter hohem Druck gewalzt wird, um ei-nerseits kleinste Unebenheiten zu be-seitigen und andererseits für eine idea-

le Verteilung der Masse zu sorgen. Hierbei handelt es sich um ei-nen qualitätsrelevanten Pro-zess, bei dem die Porosität der aktiven Masse eingestellt wird.

Auf der Wickelmaschine (Winder) erfolgt das axial ver-

setzte Zusammenrollen der positi-ven und negativen Elektroden auf ein Mandrell (Kunststoffröhrchen, das auch aus Metall sein kann) zu einem Elektro-denwickel (Jelly Roll) – und zwar ver-setzt, um an jeder Stirnseite eine einheit-liche Seite von Elektroden zu erzielen. Die beiden Elektroden werden bei dem

BATTERIESYSTEME

Lithium-Ionen-Batterien in Serie Ende 2010 wird in den USA die Produkti-on des Ford Transit Connect Electric ge-startet. Dabei handelt es sich um ein leichtes Nutzfahrzeug mit Elektroantrieb, das auch in Europa in 2011 auf die Straße kommen wird. Die Batterie stammt von Johnson Controls-Saft. An den System-integrations-Standorten in Hannover und Milwaukee haben Ingenieure die Batterie entwickelt und getestet, die in Holland, Michigan, produziert und zum System zusammengebaut wird. Bei Johnson Controls-Saft handelt es sich um ein Joint Venture aus Johnson Con-

trols und Saft mit einer Erfahrung von über 20 Jahren in der Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien für Automobile. Als erstes Unternehmen produziert es in Nersac/Frankreich seit 2008 Lithium-Ionen-Batte-rien für Autos in Serie – beispielsweise für den Mercedes S400 Hybrid und den 7er BMW ActiveHybrid. In 2009 erhielt das Unternehmen mit einer Summe in Höhe von 299,2 Millionen US-$ im Rahmen des American Recovery and Reinvestment Act (ARRA) das größte Sub-ventionspaket von der US-Regierung, um lokale Produktionsstätten von fortschritt-

lichen Batterietechnologien für Elektro-autos aufzubauen. Beim Ford Transit Connect befindet sich die Lithium-Ionen-Batterie (siehe Aufmacherfo-to) im Boden des Fahrzeugladeraums; sie besteht aus insgesamt 192 Hochenergiezel-len à 41 Ah. Mit einem Energieinhalt von 28 kWh fährt der Transit Connect rund 130 km im elektrischen Modus. An herkömmlichen Haushaltssteckdosen kann das Batteriesys-tem über Nacht bequem aufgeladen wer-den. Die Batterie wurde entwickelt, um mehr als 3.000 Lade- und Entladezyklen zu realisieren, was einer Fahrleistung von

Bild 1: Die Li-Ionen-Batterie des Ford Transit Connect besteht aus 192 Hochenergiezellen.


nem Kunstharz zu einer Einheit mit dem Kühlblock verbunden. Das Harz ist elek-trisch isolierend und thermisch leitfähig. Nach dem Verguss erfolgt ein erneuter Überschlagstest mit 1.500 V. Beide Funk-tionstests muss die Batterie bestehen, da-mit die elektrische Isolation gegenüber dem System gewährleistet ist.

Zur Verschaltung der Zellen dient eine Stromschiene (Busbar), die einerseits die elektrische Verbindung der Zellen herge-stellt, andererseits aber auch so genannte Sensorlines bildet. Sensorlines sind Flachleiterverbindungen zu jeder Zelle. Über diese Leitungen erfolgt die Messung und Überwachung der Spannungslage – und zwar für jede Zelle einzeln. In diesem Fall liefert Johnson Controls die Batterie an den Tier-1, der die Verbindung der Batterie mit dem Batterie-Management-System erstellt.

Befindet sich das Produkt noch in der Entwicklungsphase, dann ist auch noch der Test und die Validierung des Produkts erforderlich. Dazu lieferte der Tier-1 die Batterie zurück zu Johnson Controls nach Hannover, wo der Zellenhersteller beispielsweise Missbrauchstests (Über-hitzung, Überladung etc.) und Klimatests durchführt, da zum damaligen Zeitpunkt weder Daimler noch Continental diese Testkapazitäten hatten. Besteht das Pro-dukt alle Tests, wird das finale Produkt zurück zum Tier-1 geliefert, der das Sys-tem ohne Weiterbehandlung an den OEM weiterreicht.

AUTOMOBIL-ELEKTRONIK-Redakteur Alfred Vollmer erstellte diesen Beitrag auf Basis von Unterlagen aus dem Hause Johnson Controls-Saft.

Wickelvorgang von einem Separator ge-trennt. Diese Herstellung eines Elektro-denwickels erfolgt binnen zirka 15 bis 40 Sekunden.

Jetzt wird das obere und untere Ende des Elektrodenwickels geplättet, um eine bessere Fixierung zu erzielen. An der po-sitiven Seite wird eine elektrische Verbin-dung hergestellt, und der Elektrodenwi-ckel in den metallenen Behälter/Zell-becher (Can) eingeführt.

Nun kann die Verbindung zwischen der positiven Elektrode und dem Zell-becher erfolgen. Dies geschieht durch ein Fixieren des Elektrodenwickels am Bo-den per Laserschweißen. Eine elektrische Verbindung der Zelle an der negativen Seite (nach außen) mit 2 Anschlüssen (Terminals) erfolgt durch das Verbinden der Elektrodenwickel mit dem negativen Terminal.

Mit einem Laser wird der Deckel rundum (360°) zugeschweißt, um das Zellinnere hermetisch abzuriegeln. Zur Rückverfolgung erhält jede einzelnen Zelle einen Barcode (Datamatrix). Jede

einzelne Zelle wird nun für die Dichtig-keitsprüfung mit Helium gefüllt, denn je-de Zelle muss hermetisch geschlossen/versiegelt sein. Da der Elektrolyt orga-nisch ist, würde in die Zellen eindringen-de Feuchtigkeit die Stabilität der Zelle vermindern. Aus diesem Grund pro-duziert Johnson Controls seine Zellen in einem metallischen Gehäuse, denn bei der Pouchzellen-Technik lässt sich nach Ansicht von Johnson Controls der Über-gang vom Zellinneren zum Zelläußeren nicht zuverlässig versiegeln. Das Problem der Dichtigkeit ist bei der zylindrischen Lösung nicht gegeben.

Die Zelle wird vor dem Befüllen mit dem Elektrolyt gewogen. Dann wird in jeder Zelle ein Vakuum erzeugt, damit die Flüssigkeit in den stramm gewickelten Elektrodenwickel eindringen kann, wo-bei das Befüllen des Behälters mit einem Elektrolyt durch eine kleine Öffnung im Deckel erfolgt. Um festzustellen, ob die vorgesehene Menge des Elektrolyts in die Zelle eingedrungen ist, erfolgt nach dem Befüllen ein zweiter Wiegevorgang. Die Öffnung der Zelle wird schließlich mit ei-nem Niet geschlossen.

Anschließend folgt die Formation: die elektrische Aktivierung und Erstladung, um die elektrochemische Reaktion in der Zelle anzustoßen/zu aktivieren. Das Pro-dukt ist fertig und kann vom Trocken-raum in die Montage transportiert wer-den.

Batteriemontage/Systemherstellung Die Zellen werden in einen so genannten „Inner Block“ positioniert/gesteckt. Er ist aus Aluminium und stellt gleichzeitig das Kühlsystem dar. Vor dem Verguss erfolgt ein erster Funktionstest: ein Überschlag-stest bei 500. Damit prüft man, ob die Zel-len nicht zu dicht zueinander positioniert sind und ob die Isolierung optimal ist. Anschließend werden die Zellen mit ei-

Bild 2: Nach dem Trocknen der aktiven Masse, wird die positive Seite/Kathode zu einem Wickel aufgewickelt.

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BATTERIESYSTEME

Bild 3: Die Wickelmaschine hat die negative Seite, den Separator und die positive Seite zu einer „Jelly Roll“ aufgewickelt.

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mehr als 300.000 km entspricht. Ein Flüssigkeitskühlungssystem hält die Zel-len auf einer optimalen Betriebstempera-tur, um eine Lebensdauer von 10 Jahren zu ermöglichen. Für einen sicheren Fahr-zeugbetrieb sind redundante Sicherheits-systeme von der Softwaresteuerung bis hin zur Abschaltung auf Zellebene vor-handen, wobei das Batteriemanage-mentsystem mit dem Sicherheitsmana-gementsystem des Autos verbunden ist. Bei einem Unfall wird die Batterie dann blitzschnell ausgeschaltet und die Ver-bindung zum Fahrzeug getrennt.


Umspülende Flüssigkühlung von Power-LEDs Man nehme eine Leistungs-LED und lasse sie von einem geeigneten flüssigen Kühlmedium umspülen: Fertig ist ein völlig NEUES KÜHLKONZEPT zum Beispiel für Frontscheinwerfer. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK stellt das Verfahren vor.

F ür Power-LEDs erschließen sich im-mer neue Einsatzbereiche. Derzeit stoßen die Power-LEDs dort an ihre

Grenzen, wo es darum geht, traditionelle Leuchtmittel mit hoher Leistung durch LEDs zu ersetzen. Trotz des vergleichs-weise besseren Wirkungsgrads (LED zir-ka 100 Lumen/Watt) werden in den LEDs immerhin noch 50% der elektrischen Leistung in Wärme umgewandelt – und das auf einer sehr kleinen Fläche. Ein perfekter thermischer Kontakt zu einem entsprechend dimensionierten Kühlkör-per ist der neuralgische Punkt, der die Leistungsdichte (Packungsdichte) und die Lebensdauer der LEDs begrenzt.

Wie groß die Aufwendungen für die Kühlung im Verhältnis zur eigentlichen

Bild 1: Der Versuchsaufbau der LED-Kühlung.

LED-Lichtquelle sind, zeigt sich ins-besondere bei den derzeitigen Entwick-lungsständen für LED-Hauptscheinwer-fer im Automobilbau: Spezielle Kühlkör-per mit zusätzlich aufgesetzten Lüftern machen den Einsatz der LEDs erst mög-lich. Dabei bringt besonders im Auto die unmittelbare Verbindung der Power-LED mit dem Kühlkörper eine Reihe von Nachteilen mit sich:

So muss der Bauraum für diese An-ordnung konstruktionsseitig in einem schon mit Baugruppen dicht gefüllten Motorraum geschaffen werden. Gleich-zeitig heißt es, das Kühlkörpergewicht konstruktiv zu berücksichtigen, was die Kosten weiterer mechanischer Bauteile am Scheinwerfer erhöht. Die Leistung

der LED (und damit die Lichtleistung) wird entsprechend der Chiptemperatur geregelt, sodass nicht in jedem Fall die volle Lichtleistung zur Verfügung steht. Außerdem sind die Kosten für Sonderfor-men von Kühlkörpern und Lüftern ent-sprechend hoch.

Hinzu kommt die Erkenntnis, dass die Wärme der traditionellen Lichtquellen das Beschlagen der Scheinwerfergläser verhindert und das Abtauen von Schnee und Eis bewirkt hat. Bei LED-Scheinwer-fern wird die notwendige Wärme durch aufwendige Luftdüsen auf die Gläser ge-lenkt.

Die Entwickler von Wöhrle electronic sprengen mit einem völlig neuen Ansatz zur LED-Kühlung diese Grenzen, indem

LICHTSYSTEME



sie die Power-LEDs vollständig von ei-nem flüssigen Kühlmittel umströmen lassen. Der simple Ansatz hat weitrei-chende Vorteile – unter anderem weil die LED rundum gekühlt wird und nicht nur auf der Rückseite. Außerdem lässt sich die Leistungsdichte (Packungsdichte) der LEDs mit der umspülenden Kühlung we-sentlich erhöhen. Gleichzeitig verhindert der Sauerstoffabschluss die Oxidation und damit die Degradation der LED. Das verlängert die Lebensdauer.

Der Volumenstrom des Kühlmittels regelt die Chiptemperatur, sodass immer die volle Lichtleistung zur Verfügung steht. Dabei muss die Baugröße eines Moduls mit einer umströmten LED nicht viel größer als die LED selbst sein. Der in dem Fall per Schlauchleitung angeschlos-sene Kühlkörper zur Rückkühlung der Flüssigkeit ist abgesetzt. Eine Belastung der Power-LED ist im flüssigen Medium beim Einschalten sofort mit der vollen Leistung möglich, so dass die für eine Minderung thermischer Materialspan-nungen empfohlene Einschaltrampe des Flussstroms (Aufheizphase) entfallen kann.

Besondere Vorteile Zwei weiteren Vorteilen kommt beson-dere Bedeutung zu: Wenn die die LED frontseitig durch eine Glasscheibe ge-schützt und der Zwischenraum mit Gas gefüllt ist, werden zirka 5 bis 6% des emittierten Lichtes an der Innenseite der Scheibe zurückreflektiert. Ursache dafür ist die Grenzflächenreflexion, die sich durch den unterschiedlichen Brechungs-index von Gas und Glas ergibt. Ist der Raum zwischen der LED und der Scheibe aber mit einem Liquid gefüllt, so verrin-gert sich die Rückreflexion. Demnach er-höht sich mit der Liquidfüllung die Licht-leistung vor der Glasscheibe.

Der zweite Benefit liegt in der Tatsa-che, dass in dem Liquid positionierte op-tische Elemente wie Reflektoren oder

Linsen ebenfalls gekühlt und vor allem dauerhaft gegen Oxydation, Beschlagen und Verschmutzen geschützt werden. Dieser Punkt ist auch für LED-Arrays zur Allgemeinbeleuchtung wie zum Beispiel in LED-Straßenlampen sehr interessant.

Aus der angestrebten Applikation las-sen sich die Anforderungen an das Liquid definieren, die in dem Kasten aufgeführt sind. Eine Flüssigkeit, die diese Eigen-schaft auf sich vereint ist beispielsweise Silikonöl.

Schon in ersten Tests bestätigte sich die Erwartung, dass mit der umspülen-den Flüssigkühlung die Chiptemperatu-ren der LEDs sehr gut beherrschbar ist. Da die Wärme unmittelbar dort abge-führt wird, wo sie entsteht, nämlich auf der aktiven Oberfläche des LED-Chips, sind keine weiteren Kühlmaßnahmen durch rückseitig montierte Kühlkörper erforderlich.

Im Testaufbau wurde eine 16-W-Power-LED in einem definierten Abstand vor einem verspiegelten Reflek-tor montiert. Unmittelbar auf der LED-Vorder- und Rückseite platzierte Tem-peratursensoren dienten der Über-wachung der Chiptemperatur. Die ge-

Bild 2: Funktions-schema der LED-Kühlung.

infoDIRECT www.all-electronics.de Link zu Wöhrle 351AEL0610

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samte Anordnung wurde so in einer 48 Kubikzentimenter fassenden Strömungs-kammer positioniert, dass das Kühlmittel die LED an Vorder- und Rückseite voll-ständig umströmt.

Nach dem Einschalten des Betriebs-stromes (1,4 A) der LED erfolgte die Re-gelung der Oberflächentemperatur der LED ausschließlich über die Strömungs-geschwindigkeit des Kühlmittels bezie-hungsweise die Drehzahl der Umwälz-pumpe. Die Zielvorgabe, die Oberflä-chentemperatur der LED auf 60 °C zu be-grenzen, wurde bereits mit diskontinu-ierlichem Pumpenbetrieb erreicht.

Ergebnisse Die umspülende Flüssigkühlung von Power-LEDs ist so effektiv, dass keine konventionellen Kühlkörper mehr erfor-derlich sind. Die Kühlung funktioniert bereits, indem an der LED erhitztes Kühl-mittel aufsteigt und frisches Kühlmittel von unten nachströmt (Schwerkraftprin-zip). Ein pumpengetriebener Kreislauf ist nicht zwingend erforderlich. Die vom Kühlmittel umströmte LED kann bei kontrollierter Chiptemperatur ohne Nachteile dauerhaft mit einem höheren als dem angegebenen Nennstrom betrie-ben werden.

Für die Entwickler ergeben sich so neue Freiheiten, ihre Applikation ohne die starre Verbindung von LED und Kühlkörper zu entwickeln und zu kon-struieren.


� dauerhaft glasklar � niedrige Oberflächenspannung und somit sehr gute Benetzung � elektrisch ein Isolator � ohne freie Sauerstoffverbindungen � weiter Einsatztemperaturbereich von –40 °C bis +180 °C � gleichbleibende Viskosität � nicht toxisch � physiologisch unbedenklich � hohe Verfügbarkeit � niedriger Preis

Anforderungen an die Flüssigkeit, die zum Kühlen der LEDs zum Einsatz kommen kann

Dr.-Ing. Wolfram Held ist Ge-schäftsführer der Wöhrle electronic GmbH & Co. KG in Steinenbronn.

LICHTSYSTEME


Exklusiv-Interview mit Thilo von Selchow, CEO bei ZMDI

Seit Ende 2009 tritt ZMD als ZMDI auf, und der neue Markenauftritt wird durch die Kampagne „pink is the new green“ flankiert. AUTOMOBIL-ELEKTRONIK sprach auf der electronica mit Thilo von Selchow, CEO bei ZMDI, über die Reaktion des Marktes, dessen aktuelle Entwicklung und eine Zusammenarbeit mit Fairchild.

Seit Ende 2009 tritt ZMD als ZMDI auf und der neue Markenauftritt wird durch die Kampagne „pink is the new green“ flankiert. Wie hat der Markt jetzt reagiert, nachdem ein Jahr vergangen ist? Thilo von Selchow: Wir haben viel positives Feedback für den neuen Markenauftritt aus dem Markt erhalten. Die strategische Ausrichtung auf energieeffiziente Produkte und Lösungen hat sich 2010 ausgezahlt. Wir verzeichnen eine hohe Nachfrage nach energieeffizienten Schaltkreisen und Sensoren, die dazu beitragen, den CO2-Ausstoß zu verringern oder Ressourcen zu schonen. Mit unseren Produkten versetzen wir unsere Kunden in die Lage, etwa durch einen geringeren Benzin- oder Strom-verbrauch, aktiv und in besonderem Maße zum Klimaschutz


beizutragen. Die neue Kampagne bringt diesen Mehrwert für unsere Kunden äußerst frisch und anschaulich zum Ausdruck. Darüber hinaus ist die Arbeit an den sogenannten ‚grünen Tech-nologien‘ auch eine große Motivation für das gesamte Team. Sie arbeiten an Bauteilen für das Batteriemanagement. Gibt es erste vorzeigbare Produkte? Ja, das Batteriemanagement ist eines unserer Zukunftsthemen. Dabei gehen wir zweigleisig vor: Zum einen beschäftigen wir uns langfristig mit technologischen Ansätzen rund um den rei-nen Elektroantrieb. Zum anderen arbeiten wir intensiv an neu-en Lösungen für die traditionellen Blei-Säure-Akkus, denn die-se werden auf absehbare Zeit ihre Bedeutung erhalten. Ohne Mikroelektronik ist beispielsweise ein stabiler und effizienter Start-Stopp-Betrieb bei herkömmlichen Batterien kaum mög-lich. Konkret befassen wir uns derzeit mit einer Produktfamilie von intelligenten Batteriesensor-ICs für Blei-Säure-Akkus. Ers-te Ergebnisse liegen bereits vor und stimmen uns sehr zuver-sichtlich, dass wir unseren Kunden hier etwas wirklich Neues und Hochinnovatives bieten können. Muster werden Anfang 2011 präsentiert, die Markteinführung der Produktfamilie ist für das vierte Quartal 2011 geplant. Stichwort Applikationen wie LED-Treiber oder Powermanagement. Gibt es hier konkrete Produkte? Wir haben im Juli unsere LED-Treiber-Familie vorgestellt. Im Fo-kus steht dabei „Public Lighting“ wie zum Beispiel Straßenleuch-ten und Werbeschilder. Hinzu kommt das Thema „Retrofit“ in der Haus- und Bürobeleuchtung. Bezüglich des Themas Powermana-gement sind wir auf der electronica eine strategische Partner-schaft mit Fairchild eingegangen. Ziel der Zusammenarbeit ist die Entwicklung verschiedener Point-of-Load-Applications. Darüber hinaus sind wir, was Smart-Power-Management-Lösungen an-geht, derzeit tief im Entwicklungsprozess. Ich bitte daher um Ver-ständnis, dass ich hier noch nicht konkreter werden kann. Nur soviel: 2011 werden wir in diesem Segment hochleistungsfähige

MANAGEMENT

„Allein seit 2004 sorgten ZMDI-Produkte und Kundenlösungen für Einsparungen in Höhe von rund 33 Millionen Tonnen CO2.“ Thilo von Selchow

Erfolgreiche Ausrichtung auf energieeffiziente Produkte


überdurchschnittlich zu wachsen – insbesondere mit applikati-onsspezifischen Produkten. Dabei bieten wir unseren Kunden auf Wunsch auch weiterhin kundenspezifische Lösungen an. Aktuell gehen rund 60% unserer Bauteile in das Automobil. ZMDI berichtete im September über einen Umsatzzuwachs im ers-ten Halbjahr 2010 von 65% auf nun 29,1 Millionen Euro. Wie lautet die Prognose für das Gesamtjahr? Man sollte nicht vergessen, dass das erste Halbjahr 2009 kata-strophal war, demnach sehen Prozentsätze von 65% natürlich gut aus. Mit dem Verlauf des ersten Halbjahres 2010 waren wir trotzdem sehr zufrieden. Für das Gesamtjahr 2010 rechnen wir eher mit einem Umsatzwachstum zwischen 15 und 20 Prozent. Wir gehen zudem weiter davon aus, dass sich die hohe Wachs-tumsdynamik in unserer Branche im ersten Halbjahr 2011 ab-schwächen wird. Wie immer aber auch die Rahmenbedingun-gen aussehen werden, ZMDI ist nicht zuletzt mit dem innovati-ven Produktportfolio, hohen Investitionen in Forschung und Entwicklung und den flexiblen Kostenstrukturen gut auf-gestellt. Heute ist der dritte Tag der electronica; wie sind Sie mit dem Verlauf zufrieden? Wir sind mit dem Verlauf sehr zufrieden – insbesondere die Ko-operation mit Fairchild hat für viel positive Resonanz gesorgt. Insgesamt ist festzustellen, dass die electronica dieses Jahr qua-litativ sehr hochwertig und gut besucht ist. Im Vergleich zu 2008 konnten wir wieder deutlich mehr Experten aus den USA be-grüßen. In allen Gesprächen, die wir auf der electronica geführt haben, wurde eines deutlich: Das Thema Energieeffizienz ist das zentrale Zukunftsthema. Das bestätigt uns auf unserem Weg und stimmt uns zuversichtlich für die Zukunft. Das Interview führte Siegfried W. Best, Chefredakteur der AUTOMOBIL-ELEKTRONIK. infoDIRECT www.all-electronics.de

Link zu ZMDI 401AEL0610

Produktlösungen auf den Markt bringen. Neue Produktlösungen werden wir 2011 auch für die Produktfamilien Sensor-Signal-Conditioner, I/O-Link, ADC und LED-Treiber auf den Markt bringen. Im Rahmen der Vereinbarung mit Fairchild werden Sie wie gesagt gemeinsam energieeffiziente Power-Management-Lösungen für Point-of-Load-Anwendungen entwickeln. Wer hatte die Idee zu dieser Kooperation? Können Sie näheres zum Produkt aussagen? Beide Unternehmen beschäftigen sich seit längerem mit diesem Thema. Irgendwann haben wir gemeinsam festgestellt, dass es Sinn macht, unsere Stärken zusammenzuführen. Die Zusam-menarbeit basiert auf der Verbindung von Fairchilds XSTM-DrMOS-Technologie mit der innovativen digitalen POL-Tech-nologie von ZMDI. Zielsetzung ist, hocheffiziente Power-Ma-nagement-Lösungen für Anwendungen wie Mobilfunk-Basis-stationen, Telekommunikations-Switches, Netzwerk-Router, Server, Speichergeräte und Industrie-PCs zu realisieren. Zusam-men mit Fairchild arbeiten wir an Lösungen, die unter allen Lastsituationen eine höhere Energieeffizienz ermöglichen und durch die Integration auf Systemebene zusätzlich die Anzahl der Bauteile reduziert. Der Chip ist fertig gestellt und wurde bereits auf der electronica bei Fairchild-Kunden vorgeführt. Wir arbei-ten jetzt mit Hochdruck daran, zur APEC im März nächsten Jah-res erste Muster präsentieren zu können. Sollte die Bundesregierung den Einsatz von Elektrofahrzeugen über Forschungsmittel subventionieren oder besser über Kaufanreize wie z. B. in Frankreich mit bis zu 5.000 Euro? Ich möchte der Politik nicht vorgreifen. Wir konzentrieren uns auf hochpräzise und belastungsresistente Sensoren für Druck, Position, Temperatur oder Ladezustand der Batterie. Mit unse-ren Produkten versetzen wir unsere Kunden in die Lage, etwa durch einen geringeren Benzin- oder Stromverbrauch, aktiv und in besonderem Maße zum Klimaschutz beizutragen. Allein seit 2004 sorgten ZMDI-Produkte und Kundenlösungen für Einsparungen in Höhe von rund 33 Millionen Tonnen CO2 und 1,6 Milliarden Liter Benzin. Um dies zu veranschaulichen: Ein Kohlekraftwerk gibt im Jahr rund 27 Millionen Tonnen CO2 Emissionen an die Umwelt ab. Dies zeigt die enorme Wirkungs-kraft von energieeffizienten Halbleiterlösungen. Welche Bedeutung hat die Elektronik im Automobil für ZMDI, und wo liegen für ZMDI die besonderen Chancen im Bereich der Elektro-mobilität? Nachhaltige Mobilität zählt zu den Megatrends der Automobil-industrie. Das heißt, individuelle Mobilität zu sichern und dabei die natürlichen Ressourcen zu schonen. Um unsere Kunden hierbei soweit wie möglich zu unterstützen, richten sich alle un-sere Aktivitäten auf das Thema „Energy Efficiency“. Um den Kraftstoffverbrauch zu senken und die Abgasemissionen zu re-duzieren, werden die Regelsysteme im konventionellen An-triebsstrang ständig optimiert. Und an vielen Stellen werden neue Systeme entwickelt. Solche Systeme brauchen leistungsfä-hige Sensoren. Hier hat ZMDI in den vergangenen Jahren eine Vielzahl von halbleiterbasierten Lösungen entwickelt und ist heute bei nahezu allen deutschen OEMs, bei vielen europäi-schen und amerikanischen und zukünftig auch bei asiatischen OEMs mit Produkten vertreten. ZMDI ist heute in der Automobilelektronik mit dem Schwer-punkt Sensorlösungen eine etablierte Größe insbesondere bei Tier-1-Anbietern und steht insbesondere für höchste Qualität, Performance und Kundenzufriedenheit. Unser Ziel für die kom-menden Jahre ist nach wie vor, im Bereich Automobilelektronik


Mark Thompson, CEO Fairchild (links) und Thilo von Selchow, CEO/President der ZMDI sehen mit Freude und Spannung der strategi-schen Partnerschaft bei energieeffizienten Power-Management-Lösungen für POL-Anwendungen entgegen.

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MANAGEMENT


Prozesse optimieren – Performanz steigern Jedes Unternehmen will seine Prozesse optimieren und die Performanz steigern. Die große Frage lautet jedoch: Wie? AUTOMOBIL-ELEKTRONIK erklärt, mit welchem Ansatz Sie ERFOLG HABEN und liefert zum Einstieg einen Selbsttest.

N ach der Krise hat sich die Auto-mobilbranche schnell erholt und strebt zu neuen Umsatz-

rekorden. Viele Unternehmen haben wirksame Einsparungen umgesetzt, dennoch besteht weiterhin ein hoher Kostendruck, auch im Engineering.

Kostendämpfung bei gleichzeitigem Wachstum ist daher auch in 2011 eine klare Priorität. Innovationen wie Elek-troautos, zunehmende Vernetzung im Fahrzeug und mit der Umgebung, so-wie preiswerte sichere Fahrzeuge für Schwellenländer müssen den Markt

schnell erreichen. Allerdings sind viele Führungskräfte unsicher, ob die getrof-fenen Maßnahmen nachhaltig genug sind und wie der steigende Innovati-onsdruck beherrscht werden kann. Sie erwarten gerade im technischen Be-reich Vorschläge, wie sowohl Kosten


PROZESSOPTIMIERUNG

Grafik: Vector C

onsulting Services


reduziert als auch Neuentwicklungen schnell und erfolgreich umgesetzt wer-den können.

Innovationen brauchen wirksame Prozesse In vielen Fällen führen Investitionen im Engineering nicht zu erfolgreichen Inno-vationen, wie das Bild 1 zeigt. 40% der globalen jährlichen R&D-Aufwendun-

PROZESSOPTIMIERUNG


Vector Change Check: Setzen Sie Veränderungen nachhaltig um? Beantworten Sie die Fragen intuitiv und schnell mit „Ja“ oder „Nein“. 1. Gibt es einen Sponsor im Manage-ment, der die Veränderung persönlich will und treibt? 2. Sind die Veränderungsziele attraktiv, griffig und nachvollziehbar? 3. Stehen die Führungskräfte und die Meinungsführer unter den Mitarbeitern hinter den Zielen? 4. Sind die Mitarbeiter davon überzeugt, dass die Veränderung zu mehr Erfolg führt? 5. Ist ein Veränderungsprojekt mit Pro-jektleiter, Budget, Ressourcen und Termi-nen aufgesetzt? 6. Ist klar, wer im Veränderungsprojekt was wie zu tun hat? 7. Werden Fortschritt und Ergebnisse des Veränderungsprojekts konsequent ver-folgt und gemessen? 8. Unterstützen und treiben Führungs-kräfte das Veränderungsprojekt? 9. Werden die Mitarbeiter mit Trainings, Coaching und bei der Pilotierung der Veränderungen ausreichend unter-stützt? 10. Werden die Mitarbeiter über Fort-schritte und Erfolge des Veränderungs-projekts informiert? 11. Werden Widerstände und Ängste un-

ter den Mitarbeiten aktiv abgefangen? 12. Werden die Auswirkungen und Erfol-ge der Veränderungen vom Manage-ment kommuniziert? 13. Werden die Mitarbeiter für die Um-setzung in der Breite trainiert und ge-coacht? 14. Wird die Umsetzung in der Breite konsequent verfolgt und gemessen? 15. Können die Mitarbeiter konkrete Ver-besserungen aus ihrer unmittelbaren Umgebung benennen? Zählen Sie nun die Fragen, die Sie mit „Ja“ beantwortet haben. Jedes „Ja“ er-gibt einen Punkt. < 4 Punkte: Sie sind mit einem hohen Ri-siko unterwegs. Machen Sie einen Neu-start; setzen Sie das Veränderungspro-jekt systematisch auf. 4–8 Punkte: Es besteht ein großes Risiko, dass die Veränderung ohne Ergebnis ver-sanden wird. Holen Sie die Mitarbeiter mit ins Boot. 9–12 Punkte: Sie sind gut unterwegs. Dennoch besteht das Risiko, dass der Er-folg nur kurzfristig ist. Achten Sie auf Nachhaltigkeit. 13–15 Punkte: Sie gehen Veränderungen systematisch und nachhaltig an. Weiter so!

Bild 1: Innovationen in der Automobilindustrie.

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gen der Automobilindustrie fließen in Produkte, die entweder den Markt nicht erreichen oder von diesem nicht ange-nommen werden. Darin liegt ein enor-mes Effizienzpotenzial.

Wie kann dieses Potenzial gehoben werden? Wirksame Innovationsprozes-se sind der Schlüssel hierfür. Diese zeichnen sich durch geführte Innovati-onsphasen, extrem schnelle Entschei-dungsphasen und sehr kurze Prototy-penphasen aus. Damit können sich zu-nächst Ideen entwickeln ohne kleinge-redet zu werden und es kommt zügig ein funktionsfähiges Muster auf den Tisch – ohne langatmige und nervenzehrende Phasen der Nicht-Entscheidung und In-novationshemmung, wie sie heute an der Tagesordnung sind. Wenn jetzt noch die Kunden um ein Vielfaches stärker in den Innovationsprozess eingebunden werden als bisher, zum Beispiel mit der von Vector Consulting Services ent-wickelten Methode „Listen to the Custo-mer“, dann steht erfolgreichen Innova-tionen nichts mehr im Weg.

Entwicklung braucht Organisation und Systematik Innovationen und wachsende globale Zielmärkte haben in den vergangenen Jahren die Variantenvielfalt stark erhöht. Viele Kunden der Vector Consulting Ser-vices beklagen, dass Sie die Varianz und Komplexität nicht mehr beherrschen. 40 bis 60% des Entwicklungsaufwands wer-den in komplexe Abstimmungen und Va-lidierung gesteckt, Tendenz steigend. Es wird entwickelt und wieder entwickelt, getestet und wieder getestet sowie wie-derholte Fehlfunktionen in der Freigabe und im Feld riskiert.

Wie können diese Aufwände vermie-den werden? Die Antwort liegt auf der Hand: Indem mit einem deutlich höhe-ren Maß an Organisation und Systema-


tik gearbeitet wird als bisher. Das ist bei Entwicklern nicht immer beliebt, doch die Erfahrung zeigt, dass gute Prozesse die Mitarbeiter auf einfache und nach-vollziehbare Weise darin unterstützen, systematisch zu arbeiten und ihre Krea-tivität mit möglichst geringen Reibungs-verlusten in erfolgreiche Produkte um-zusetzen. Dahinter stehen Methoden wie Lean Development oder agile Vor-gehensweisen in der Software-Entwick-lung. Vector Consulting Services hat mit seinenKunden die Erfahrung gemacht, dass sich Nacharbeiten und Zykluszeiten stark verringern lassen, wenn Entwick-lungsprozesse basierend auf Projekt-erfahrungen ständig optimiert werden – und zwar so, dass das Arbeiten damit Spaß macht.

Veränderungsmanagement als Erfolgsfaktor Um erfolgversprechende Innovations-prozesse einzuführen und die Entwick-lung mehr zu systematisieren, müssen sich Unternehmen verändern. Trotz am-bitionierter Ziele und aufwändiger Maß-nahmen scheitert ungefähr die Hälfte al-ler Veränderungsprojekte. Warum? Die Verbesserungsmaßnahmen werden zu wenig als Veränderungen begriffen, und die Mitarbeiter werden viel zu wenig mitgenommen. Zu oft werden aggressi-ve Verbesserungsziele gesetzt, die dann nicht erreicht werden. Oder aber, das Umfeld stimmt nicht und die Verbes-serungsmaßnahmen können gar nicht greifen. Es nützt beispielsweise nicht viel, wenn die Entwicklung perfekt läuft, aber die falsche Produktstrategie verfolgt wird. Das ist verständlich. Un-

ternehmen kennen ihre Produkte und Märkte, oft jedoch nicht die Techniken für wirksames Veränderungsmanage-ment.

Veränderungen bestehen aus drei Phasen, wie in Bild 2 dargestellt. 1. Leidensdruck: „So kann es nicht wei-ter gehen.“ Das bisherige Verhalten wird in Frage gestellt. Die Notwendigkeit ei-ner Veränderung ist erkannt. Ziele wer-den gesetzt, und ein Veränderungspro-jekt wird angestoßen. 2. Veränderung: „Wir verändern uns.“ Lösungen werden erarbeitet. Manche Veränderungen werden spielend umge-setzt, andere brauchen Hartnäckigkeit, wieder andere scheitern. Gutes Ver-änderungsmanagement ist der Schlüssel für den Erfolg. 3. Erfolg: „Wir haben es geschafft.“ Die erprobten neuen Verhaltensweisen fließen in die tägliche Arbeit ein. Die Leistungsfähigkeit stabilisiert sich auf ei-nem höheren Niveau.

Nachhaltige und erfolgreiche Ver-änderungen brauchen gute Führung. Vector hat hierfür die Methode „Vector Change Coach“ entwickelt, die Unter-nehmen dabei hilft, die Phasen der Ver-änderung erfolgreich zu durchlaufen.

Drei Tipps für die Praxis Damit Sie sofort starten können, geben wir Ihnen zum Abschluss drei Tipps aus der Praxis mit: 1) Betten Sie Prozessoptimierungen im-mer in den unternehmerischen Kontext ein. Jedes Unternehmen braucht zu jeder Zeit Verbesserung. Wer still steht, wird überholt. Machen Sie sich selbst und iI-ren Mitarbeitern klar, wie die einzelne

Verbesserung zum Unternehmenserfolgt beiträgt und stoppen Sie vermeintliche Verbesserungen, die Sie nicht weiter bringen. 2) Setzen Sie Veränderungen schnell um. Verbesserungen müssen innerhalb von drei bis sechs Monaten konkreten Nutzen bringen, sonst verlaufen sie im Sand. Konkret spürbare und praktische Ver-änderungen in Pilotprojekten sind das Mittel der Wahl. 3) Packen Sie Veränderungen professio-nell an. Veränderungen brauchen eine starke Führung sowie intensives Ver-änderungsmanagement, um zu greifen und nachhaltig zu wirken. Nutzen Sie die Erfahrung eines Partners, dessen Kern-kompetenz es ist, Prozesse zu optimieren und Veränderungen durchzuführen. Ihre Kernkompetenz ist es, innovative elek-tronische Systeme erfolgreich auf den Markt zu bringen – und das soll auch so bleiben.

Dr. Christof Ebert und Dr. Dieter Lederer sind Geschäftsführer der Vector Consulting Services GmbH.

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PROZESSOPTIMIERUNG

Bild 2: Erfolgreiche Veränderungen brauchen starke Führung.

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Wie kommt der Strom ins Fahrzeug? Auf der electronica 2010 veranstaltete der ZVEI zwei Podiumsdiskussionen rund um das Thema ELEKTROMOBILITÄT, die jeweils von AUTOMOBIL-ELEKTRONIK-Redakteur Alfred Vollmer mode-riert wurden. Am Mittwoch ging es um Lade- und Abrechnungskonzepte, Smart-Grids und China.

D r. Maximilian Schwalm, der bei BMW für die Nutzerstudien ver-antwortlich ist, berichtet zunächst

über die Feldversuche mit dem Mini-E in Berlin: „Wir konnten bereits einiges ler-nen, was zu Beginn der Arbeiten am The-ma Elektromobilität noch ganz anders gesehen wurde. Wir müssen lernen, ob-jektive Daten aus den Feldversuchen ein-fließen zu lassen. Derzeit werden noch viele Diskussionen ziemlich emotional geführt – vor allem rund um das Thema Reichweite und Laden. Im Rahmen un-seres Feldversuchs, den wir in Berlin ge-meinsam mit Vattenfall durchgeführt ha-ben, sind einige sehr interessante Aspek-te zu Tage getreten.

„Im Rahmen der Fraunhofer-System-forschung Elektromobilität geht es da-rum, das Gesamtsystem Elektromobilität erst einmal zu erfassen und dann auch in Summe zu optimieren“, erläutert Dr. Mi-chael Jöckel, Leiter der Geschäftsstelle der Fraunhofer-Systemforschung Elek-

tromobilität. „Das Projekt wird vom BMBF mit 30.000.000 € im Rahmen des Konjunkturprogramms 2 gefördert. Fraunhofer beschäftigt sich bei diesem Projekt mit vielen Einzelthemen von der dezentralen Energieversorgung über die Energieübertragung in den Netzen bis hi-nein ins Fahrzeug und zu neuen Fahr-zeug-Konzepten. Auch gesellschaftspoli-tische Fragestellungen spielen eine Rolle: Gibt es genügend Rohstoffe? was will der Kunde eigentlich? Wie sehen zukünftige Business-Modelle aus – für die Hersteller, aber auch für andere Dienstleister?

Manfred Frenger, Prokurist und Tech-nische Leiter bei der Ferdinand Walther GmbH, führte aus, dass die Walther-Wer-ke „Produkte ab dem Netz/Grid bis hin zur Steckdose im Fahrzeug“ herstellen. „Hierzu gehören die Ladestationen, die Stromtankstellen, die Ladekabel, die In-frastruktur bis hin zum Elektrofahrzeug etc.“ Da Herr Frenger selbst in den ent-sprechenden Normierungsgremien der

IEC62196–2 mitarbeitet, liefert er gleich die Informationen aus erster Hand: „Die Norm ist noch nicht verabschiedet. Der-zeit sind darin drei verschiedene Steck-vorrichtungen dargestellt. Da ist zu-nächst einmal der Typ 1, der aus den USA und Japan kommt, weil dort nur einpha-sig geladen werden kann. Der europäi-sche Normenvorschlag erlaubt mit dem Typ 2 ein- bis dreiphasiges Laden bis hin zu 63 A, so dass darüber im Prinzip die achtfache Ladeleistung fließen kann wie bei den 7-kW-Lösungen aus Japan und den USA. Es gibt dann noch einen Typ 3, der von Italien und Frankreich vor-geschlagen wurde, sich aber zunächst primär an den Elektrofahrrädern und Pe-delecs orientiert. Derzeit laufen die Ver-suche, für Europa eine einheitliche Lade-Steckvorrichtung festzuschreiben. Ein entsprechendes Mandat der EU soll dabei helfen. Das hierfür erforderliche Pro-cedere läuft bereits, und wir hoffen, dass im zweiten Quartal 2011 alles in trocke-

ELECTRONICA 2010

Die Teilnehmer der Podiumsdiskussion (von rechts nach links): Dr. Maximilian Schwalm, der bei BMW für die Nutzerstudien verantwortlich ist, Dr. Michael Jöckel, Leiter der Geschäftsstelle der Fraunhofer-Systemforschung Elektromobilität, Manfred Frenger, Prokurist und Technischer Leiter bei Walther-Werke und AUTOMOBIL-ELEKTRONIK-Redakteur Alfred Vollmer. Alle Fotos: ZVEI (Patricia Lutz)


nen Tüchern sein wird und wir die euro-päische Norm verabschieden können.“

China In China geht eine Normung schneller vonstatten. Dr. Schwalm: „Es war für mich ein eindrucksvolles Erlebnis, im Rahmen eines Feldversuchs im Ministe-rium zu sitzen, wo sich mein Gesprächs-partner zurücklehnte und sagte, er hätte gestern den Standard auf der Website veröffentlicht, so wie er es für richtig hält. Das ist natürlich ein ganz anderer Ansatz als bei uns, aber wir müssen auch schau-en, dass wir uns nicht mit vielen Diskus-sionen rund um die Standardisierung aufhalten. Wir müssen uns auf die Kerni-dee konzentrieren, Elektromobilität auf die Straße zu bringen. Letzten Endes müssen wir versuchen, gemeinsam lö-sungsorientiert zu arbeiten.

So brauchen wir zunächst einen ein-heitlichen Ladestecker, der überall funk-tioniert. Ein weiterer wichtiger Faktor er-gibt sich aus Endkundensicht: der Kunde will sich letztendlich nicht mehr darum kümmern müssen, von wem er denn tat-sächlich den Strom bezieht. Wir können den Kunden nämlich nicht zumuten, sich mit all den unterschiedlichen Standards auseinander zusetzen, die derzeit existie-ren.“

Dr. Jöckel ergänzt: „Wir müssen uns zunächst einmal fragen, wie viele Lade-stationen wir benötigen, und wo diese stehen müssen. Viele Studien sagen ja ganz klar aus, dass ein Großteil der Lade-vorgänge zuhause oder an so genannten halböffentlichen Plätzen vonstatten ge-hen wird, also beispielsweise beim Ar-beitgeber. Ladestationen sind auch so ei-ne Art Gewissensberuhigung, damit der Kunde jederzeit das Gefühl hat, stets noch weiterfahren zu können. Dafür gibt es aber auch andere Konzepte wie zum Beispiel den Range-Extender. Ladestatio-

nen muss man somit auch im Zusam-menhang sehen: Wie viele Stationen brauchen wir, gibt es Alternativen, und was will der Kunde überhaupt?“

DC-Laden Die Dauer eines Ladevorgangs spielt eine wesentliche Rolle. Aus diesem Grund rückt auch das DC-Laden mit Gleich-strom hoher Leistung verstärkt in den Mittelpunkt. Dr. Schwelm: „Zunächst einmal müssen wir uns fragen, was Schnellladen eigentlich heißt: 10 Minu-ten oder 30 Minuten? Die Nutzerstudien haben uns gezeigt, dass der Kunde meist zuhause lädt. Wir nennen das ‚Laden in der Home Zone oder in der Home Base’. Nur für einzelne Fahrten müssen die Fahrer wirklich außerhalb der Home Zo-ne nachladen.“

Die Sicht der Netzbetreiber Manfred Frenger bringt einen weiteren Aspekt ins Spiel: „Wir müssen die Lade-problematik auch aus der Sicht des Netz-betreibers sehen: Wie kann ein EVU an einzelnen Punkten eine höhere Ladeleis-tung zur Verfügung stellen, und was kann ein EVU bereits ohne Investitionen schon heute bewerkstelligen? Die aktuel-len Fahrzeuge verfügen über einen 3,3-kW-Lader, so dass eine 15-kWh-Bat-terie in 5 bis 7 Stunden geladen werden kann. Die heute ausgelieferten Strom-tankstellen sind in der Regel schon so ausgelegt, dass sie mit 32 A laden kön-nen. Das heißt, dass die EVUs 20 kW an-bieten können, derzeit aber nur mit 3 kW laden. Als grobe Hausnummer kann man sagen, dass es etwa 2000 € kostet, eine Stromleitung zu einer Stromtankstelle zu legen. Die Stromtankstelle selbst kostet dann zusätzlich zwischen 2000 und 6000 €. Mit solch einem System kann ein EVU dann viele Jahre leben. Wichtig ist, dass wir heute die richtigen Entscheidungen

treffen, die uns die nächsten 20 oder 30 Jahre die entsprechende Sicherheit ge-ben.“

Dr. Jöckel sieht den ganzheitlichen Ansatz: „Die Batterie ist beim Elektroauto ganz klar das Kernthema, was sie Kosten betrifft. Bei der Elektronik und der An-triebstechnik kann man sicherlich auch noch Geld sparen, aber der entscheiden-de Kostentreiber ist nach wie vor die Bat-terietechnik. Dort spielt auch die Zuver-lässigkeit eine große Rolle. Nicht um-sonst warten die deutschen Automobil-hersteller noch ein bisschen, bis sie E-Fahrzeuge auf den Markt bringen, weil die Zuverlässigkeit und Sicherheit für al-le Fälle gewährleistet sein muss. Dies geht nur mit entsprechenden Vorunter-suchungen, Prüf- und Testverfahren, aber das kostet eben Zeit. Die Fraunho-fer-Gesellschaft arbeitet hier auf der an-gewandten Forschungsseite sicherlich in großem Umfang mit.

Wir müssen aber auch schauen, für welchen Kundenkreis die Elektrofahr-zeuge zunächst verkauft werden; das Hauptabsatzgebiet wird wohl zunächst in großen Städten und insbesondere in Me-gacitys sein, und dort hat auch die Stadt selbst gewisse Einflussmöglichkeiten, in-dem sie beispielsweise Incentives oder Verbote schafft. Wenn Parkplätze zum Beispiel nur noch für Elektrofahrzeuge vorhanden sind, dann wirkt sich das na-türlich aus. Car-2-go in Ulm ist unter an-derem so erfolgreich, weil den Kunden immer ein Parkplatz zur Verfügung steht; solche Incentives wirken durchaus, und ich denke, der Incentive-Gedanke wird sich auch durchsetzen.“

„Ein Elektrofahrzeug wird letzten En-des nicht billiger sein können als ein kon-ventionelles Fahrzeug, aber für den Nut-zer sind mit der neuen Technologie Ein-schränkungen verbunden“, verweist Dr.


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Manfred Frenger (Walther-Werke) zum The-ma IEC62196–2: „Wir hoffen, dass im zweiten Quartal 2011 alles in trockenen Tüchern sein wird und wir die europäische Norm ver-abschieden können.“

Dr. Maximilian Schwalm (BMW): „Die Nutzer-studien haben uns gezeigt, dass der Kunde meist zuhause lädt. Wir nennen das ‚Laden in der Home Zone oder in der Home Base’.“

Dr. Michael Jöckel (Fraunhofer): Ladestatio-nen sind auch so eine Art Gewissensberuhi-gung, damit der Kunde jederzeit das Gefühl hat, stets noch weiterfahren zu können.


Schwalm auf die Kostenseite. „Wir müs-sen uns sehr genau überlegen, wie wir den Nutzer davon überzeugen können, genau mit diesen Einschränkungen leben zu wollen. Incentives sind da nur ein Fak-tor; die Gesamtlösung muss stimmen. Insgesamt geht es am Ende auch direkt um die Kosten, von denen Betriebskos-ten hinsichtlich der Energie bis zur Be-steuerung von Fahrzeugen.“

Abrechnung Ohne ein passendes Abrechnungssystem werden die Stromtankstellen nicht ak-zeptiert. Die große Frage ist dabei, was der Kunde wirklich braucht. „Wir liefern schon seit etwa zehn Jahren Abrech-nungssysteme für den Freizeitbereich, für Häfen und Schiffe“, erläutert Manfred Frenger. „Es geht zunächst darum, die Freigabe des Ladevorgangs an den Stromtankstellen zu erreichen, beispiels-weise per Handy, Internet, Prepaid-Kar-ten, RFID etc. Derzeit ermitteln die Stan-dardisierungsgremien die einzelnen Ge-schäftsfälle, damit der Anwender sich keine Gedanken darüber machen muss, wer denn tatsächlich den Strom liefert. Die Autorisierung kann auch vom Fahr-zeug aus erfolgen. Einmal muss sich der Kunde dann allerdings bei einem Pro-vider anmelden, aber danach muss er sich um die technischen Aspekte keine Gedanken mehr machen. Die Szenarien sind beschrieben und werden sukzessive umgesetzt.“

Dr. Schwalm: „Schon bei unserer Stu-die in Berlin hat der Strom etwas gekos-tet, so dass wir abrechnen mussten. Dafür haben sich die Fahrer mit einer RFID-Karte bei der öffentlichen Ladestation angemeldet. Dieses System funktionierte sehr gut. Die Kunden haben ganz klar

signalisiert, dass es zu aufwändig ist, mit dem Handy zuerst durch einen Anruf die Ladestation frei zu schalten.“

Dr. Jöckel bringt einen weiteren Aspekt ins Spiel: „Auf der VDE-Tagung gestern in Leipzig habe ich ein schönes Wort kennen gelernt: die so genannte iPhonisierung der Gesellschaft. Mit die-sem Begriff wies ein Kollege auf den Trend zum Smartphone hin. Er geht da-von aus, dass spätestens in 5 bis 6 Jahren jeder ein Smartphone oder ein ähnliches Gerät zur Verfügung haben wird. Wenn man mit einem Smartphone und ein bis zwei Tastendrücken die Stromtankstelle aktivieren kann und dann am Monatsen-de eine Rechnung bekommt, dann ist das für den Kunden auch einfach.“ Die Iden-tifikation gegenüber der Tankstelle wäre dann auch mit einem Mietfahrzeug ein-deutig möglich.

Dr. Schwalm sieht diese Lösung kritisch: „Ich halte das für schwierig, obwohl wir in Berlin im Rahmen des Feldversuchs sehr technik-affine Nutzer hatten. Ich glaube, dass man hier die Bandbreite aufrecht-erhalten sollte: hin zu mehreren parallelen Lösungen. So wird das E-Fahrzeug auch für die nicht so technik-affinen Fahrer all-tagstauglich. In ein paar Monaten werden wir wohl sehr konkrete Antworten rund um diesen Themenkomplex geben.“

Dr. Jöckel plädiert dagegen, sich be-reits jetzt auf ein Abrechnungsverfahren endgültig festzulegen: „Ich denke, wir sollten wir uns alle Möglichkeiten offen lassen und vielleicht auch den Kunden entscheiden lassen, was er bevorzugt.“

Smart-Grid Das Smart-Grid (das intelligente Strom-netz) ist derzeit in aller Munde und es gibt ja bereits konkrete Überlegungen,

das E-Fahrzeug direkt in das Smart-Grid einzubinden. Manfred Frenger: „Das nor-male Laden wird in den nächsten Jahren mit 3 kW erfolgen – und das ist nicht mehr als der Leistungsbedarf einer Waschmaschine. Diese Größenordnun-gen kann das Netz bisher ohne weitere Einflüsse abdecken. Im Rahmen der Netzsteuerung geht es darum, die drei Haupt-Lastspitzen am Morgen, Mittag und am Abend abzupuffern. Wenn die Fahrzeuge in nachfrageschwachen Zei-ten geladen werden, verbessert sich die Auslastung des Netzes. Die Normen er-lauben es dem Fahrzeug sogar, Energie in das Netz zurück zu speisen, um die Fahr-zeuge als Kurzzeit-Energiespeicher zu nutzen. Das Netz muss sich allerdings noch etwas anpassen, damit es im Jahr 2020 die angestrebten 1 Million Elektro-fahrzeuge laden kann.“

Dr. Schwalm ergänzt: „Dieses Konzept haben wir in Berlin zusammen mit Vat-tenfall auch getestet: das gesteuerte La-den, um Lastspitzen zu vermeiden. So lässt sich aber auch gezielt Windenergie in das Fahrzeug einspeisen, die ja einer starken Fluktuation unterliegt.“

Manfred Frenger stellt klar, wie die Weichen gestellt werden müssen: „Wich-tig ist, dass wir eine Rückspeisung vom Auto in das Netz prinzipiell erlauben und vorsehen. Wie das ganze dann vom Busi-ness-Case her gehandhabt wird und wann, ist letzten Endes eine ganz andere Geschichte. Wichtig ist, dass man die Tür weit genug offen lässt, um die Aspekte, die derzeit noch untersucht werden, auch umsetzen zu können.“

Alfred Vollmer ist Redakteur der AUTOMOBIL-ELEKTRONIK


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Zweiachsiger MEMS-Beschleunigungssensor für Airbag-Steuergeräte

nur einer Sensierachse erhältlich. Beide Sen-soren sind RoHS-konform. Die Messberei-che des Sensors lassen sich für beide Achsen bedarfsgerecht einstellen auf ±35 g, ±48 g, ±70 g oder ±96 g. Der Sensor arbeitet mit ei-

infoDIRECT www.all-electronics.de Link zu Bosch 368AEL0610

ner Betriebsspannung von 3,3 oder 5,0 V und hat gegenüber dem Vorgänger im Betriebs-temperaturbereich von –40 °C bis +105 °C ei-ne deutlich reduzierte Stromaufnahme. Auch bei der fünften Generation haben die Bosch-Sensorentwickler die Zweiteilung in-nerhalb des Sensors beibehalten: Mikrosko-pisch kleine Federn und Massen in MEMS-Technologie bilden den kapazitiven Mess-wertaufnehmer, nur einen Millimeter davon entfernt übernimmt ein in das Sensorgehäu-se integrierter ASIC die Signalkonditionie-rung und andere Elektronikfunktionen.

In die fünfte Generation mikromecha-nischer Beschleunigungssensoren startet Bosch mit dem zweiachsigen Modell SMA560 für Airbag-Steuergeräte. Gegen-über Sensoren der vorangegangenen Gene-ration bringt der Neuzugang im SOIC8-Ge-häuse mehr als 40 Prozent Flächeneinspa-rung und das bei einer bisher nicht da gewe-senen Funktionsvielfalt. So können Schal-tungsentwickler den beiden Sensierachsen unabhängig voneinander einen von vier Messbereichen zuweisen. Die Messwerte gibt der Sensor über das bidirektionale 16-Bit-SPI-Interface mit 10 bit Auflösung wahlweise im Format Bosch-SPI oder Open-SPI aus. Mit der Typenbezeichnung SMA550 ist ein Sensor mit gleichen Parametern, aber



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Schlüsselbauelemente für E-Fahrzeuge Die zweite Podiumsdiskussion, die der ZVEI zum Thema Automotive veranstaltete, drehte sich am Donnerstag um die Schlüsselbauelemente für Elektrofahrzeuge. Dabei trat immer wieder das Thema STANDARDISIERUNG als wesentlicher Aspekt in den Vordergrund.

R olf Schumann, Country Engage-ment Principal Deutschland bei Better Place, stellte zunächst die

Rahmenbedingungen der Better-Place-Philosophie vor: „Mit unserem Batterie-wechsel-Konzept gehen wir die Fra-gestellung aus der Sicht des Endanwen-ders an. Im Auto steht zur Speicherung der Energie ein Volumen von etwa 300 Liter zur Verfügung. Bei Lithium-Ionen-Batterien entspricht das etwa 24 kWh in zwei etwa 50 kg schweren Einzelgehäu-sen. Damit erzielen wir eine begrenzte Reichweite von etwa 150 km. Ein Elek-troauto muss für den Endkunden aber auch bequem sein. Wir haben heraus-gefunden, dass der Kunde bereit ist, wäh-rend einer Ladezeit von etwa 5 min pro Woche neben dem Auto zu warten. Für die alltäglichen kürzeren Fahrten lädt der

Die Teilnehmer der Podiumsdiskussion (von rechts nach links): Rolf Schumann, Country Engagement Principal Deutschland bei Better Place, Mark Münzer, Leiter des Bereichs elektrischer Antriebsstrang bei Infineon Technologies, Sven Bauer, Geschäftsführer von Batterie-Montage-Zentrum, Karsten Nicolaus, Bereichsleiter Vertrieb und Marketing bei Kostal Konakt Systeme, und AUTOMOBIL-ELEKTRONIK-Redakteur Alfred Vollmer, der das Gespräch moderierte. Alle Fotos: ZVEI (Patricia Lutz)

Kunde sein Fahrzeug zuhause, aber bei Bedarf nutzt er die Batteriewechsel-In-frastruktur. Eine Batteriewechselstation ist nicht die Basislösung sondern mehr ei-ne zusätzliche Backup-Lösung. Zu Be-ginn werden wir 5 bis 8 verschiedene Batterietypen haben – und zwar für den Massenmarkt, aber nicht für den Premi-um-Markt.“

BMZ-Geschäftsführer Sven Bauer fa-vorisiert diese Lösung nicht: „Der einzige Grund, der für einen Batteriewechsel spricht, ist die Ladezeit. Welcher Fahrer möchte denn seine bestens gepflegte Bat-terie, die sich noch in einem Topzustand befindet, gegen eine schon stark benutzte Batterie tauschen, deren Kapazität schon deutlich abgenommen hat? Bei den Notebooks haben wir alle schon unsere Erfahrungen mit der Kapazitätsabnahme

von Batterien gemacht.“ Daraufhin er-gänzt Rolf Schumann: „Im Rahmen des Geschäftsmodells von Better Place ist nicht der Fahrzeughalter sondern Better Place der Eigentümer der Batterien. Der Anwender zahlt für die zurückgelegte Strecke eine bestimmte Gebühr. Eines ist klar: Die Lebensdauer einer Batterie ist geringer als die Lebensdauer des restli-chen Fahrzeugs. Mit Better Place sinkt die Eintrittsschwelle in die Elektromobi-lität, weil der Käufer eines Fahrzeugs kei-ne Batterie kaufen muss.“

Komponenten Karsten Nicolaus, Bereichsleiter Vertrieb und Marketing bei Kostal Konakt Syste-me, geht auf die mechanischen Kom-ponenten ein: „Es ist sehr wichtig, dass Hochleistungs-Steckverbinder zum Ein-



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satz kommen, die einen sehr geringen In-nenwiderstand und viele Kontaktpunkte aufweisen. Da es hier um eine Nennspan-nung von 400 V geht, müssen die Steck-verbinder die Kontakte auch gut abde-cken und einen entsprechenden Berühr-schutz bieten, weil ein Berühren bei die-ser Spannung meist tödlich endet. Auch für einen sicheren Batteriewechsel sind spezielle Steckverbinder notwendig. Bei der fest eingebauten Batterie verlangt die Automotive-Spezifikation 100 Steck-zyklen, bei Better Place sind es 3000. Schon heute sind entsprechende Steck-verbinder in Produktion, die auf 1000 Steckzyklen ausgelegt sind.“

Mark Münzer, Leiter des Bereichs elektrischer Antriebsstrang bei Infineon Technologies, erläutert, dass es bei den Leistungshalbleitern zunächst einmal da-rum geht, „Kosten und Gewicht zu ver-ringern – besonders auf der Ladeseite, aber gleich danach kommt die Energieef-fizienz ins Spiel“. Münzer weiter: „Selbst die beste Batterie wird vom Wirkungs-grad des Antriebsstrangs begrenzt. Aus diesem Grund wird die Energieeffizienz der Leistungshalbleiter der wesentliche Treiber für die nächste Halbleiter-Gene-ration sein.

Da die Batteriezellen sich im Laufe ih-res Lebens verändern, ist ein Ausgleich zwischen den einzelnen Zellen unbe-dingt notwendig. Beim passiven Cell-Ba-lancing gleichen wir aus, indem wir die Energie in Wärme umsetzen, aber um hier effektiv zu arbeiten ist ein aktives Cell-Balancing notwendig; nur so kön-nen wir die gesamte Kapazität der Batte-rie über ihre ganze Lebensdauer hinweg optimal nutzen.

Um die Kosten weiter zu senken, müs-sen wir auch die Kontaktsysteme an-schauen und uns bemühen, die Varian-tenvielfalt so stark wie möglich ein-zuschränken, aber das ist kein leichtes

Mark Münzer (Infineon): „Wenn wir es schaf-fen, ... die Position der Verbindungselemente ... über OEM-Grenzen hinweg zu standardi-sieren, ... dann haben wir schon einen we-sentlichen Schritt getan.“

Karsten Nicolaus (Kostal): „Wir müssen die Standardisierung mehr und mehr vorantrei-ben. Außerdem benötigen wir Standardpro-dukte, um wettbewerbsfähig zu bleiben.“

Sven Bauer (BMZ): „In China gibt es … eine grundlegend andere Sicherheitsmentalität als in Europa ... Unsere europäischen Produk-te sind wirklich sicher.“

Unterfangen, weil die Automobilindus-trie nun einmal individuell zugeschnitte-ne Fahrzeuge bevorzugt. Genauso kön-nen wir bei den Leistungshalbleitern ein beachtliches Sparpotenzial nutzen, in-dem wir standardisierte Typen verwen-den. Dabei soll natürlich nicht die tech-nologische Vielfalt beschränkt werden, sondern lediglich die äußeren Faktoren. Wenn wir es schaffen, für die nächste Ge-neration die Position der Verbindungs-elemente zwischen Halbleiter und Umge-bung über OEM-Grenzen hinweg zu standardisieren, so dass diese Anbindung immer an der gleichen Layout-Position erfolgt, dann haben wir schon einen we-sentlichen Schritt getan.“

Standards! Karsten Nicolaus gibt Mark Münzer „ab-solut Recht“: „Um die Kosten zu senken haben wir ein standardisiertes System für die Steckverbinder im Auto. Unabhängig davon, für welchen OEM der Steckver-binder bestimmt ist, enthält er im inne-ren stets die gleichen Steckkontakte. Die Systeme sind erprobt und befinden sich bereits in Serie – für den französischen genauso wie für den deutschen Elektro-mobilitäts-Markt. Mark Münzer ergänzt, dass es auf Grund der hohen Entwick-lungskosten für Halbleiter notwendig sei, „die Spannungsebenen zu standardisie-ren, denn so können wir vermeiden, dass wir für jede Generation neue Halbleiter entwickeln müssen“.

Sven Bauer sieht noch einen langen Weg bis zum Erreichen dieses Ziels: „Der-zeit geht praktisch jeder Fahrzeugherstel-ler seinen eigenen Weg. Da auch eine Kommunikation zum Beispiel über den CAN-Bus erfolgt, um den Endanwender vor der Hochspannung, vor Kurzschlüs-sen etc. zu schützen, gibt es derzeit diver-se Spezial-Steckverbinder für die indivi-duellen Applikationen. Da sehr viele si-

cherheitstechnische Faktoren beim Bat-teriewechsel mitspielen, sind wir der An-sicht, dass ein Batteriewechsel beim An-wender nicht stattfinden darf.“

Rolf Schumann ergänzt: „Ich glaube, dass es bei den Batterien zu einer De-Facto-Standardisierung kommen wird, um die Kosten zu senken. Dann kaufen eben zwei OEMs gemeinsam einige we-nige Batterietypen ein. Aus unserer Sicht kommt die Elektromobilität auf Batterie-Basis zunächst für den Massenmarkt, während wir im Premium-Segment Brennstoffzellen-Fahrzeuge sehen wer-den.“ Sven Bauer gibt sich skeptisch: „Die Motoren waren schon immer eine Kern-kompetenz der Automobilhersteller. Da ist die große Frage, ob die OEMs in die-sem Kernbereich wirklich zusammen-arbeiten, denn hier geht es um kommer-zielle Aspekte.“ – „Wir reden hier über unterschiedliche Marktsegmente. In Deutschland sollen es im Jahr 2020 ins-gesamt 1 Million Elektrofahrzeuge sein, aber in China bereits 10 Millionen Elek-troautos“, wirft Rolf Schumann ein. „Im Massenmarkt war der Motor noch nie ein wirklich differenzierender Faktor.“

China Und damit war das Thema „China“ auf dem Tablett. „Damit wir mit der chinesi-schen Industrie mithalten können, müs-sen wir ganz klar auf die entsprechenden Volumenstückzahlen kommen“, erklärt Mark Münzer. „Vor drei Tagen auf der Electric Vehicle Show in Shenzhen habe ich eine große Anzahl fahrbereiter Elek-trofahrzeugen chinesischer Hersteller ge-sehen. Wenn wir in Europa keine Stan-dardisierung erzielen und die Stückzah-len nicht hochfahren, dann haben wir keine Chance, in diesem Markt wett-bewerbsfähig zu sein.“ – „In China gibt es aber eine grundlegend andere Sicher-heitsmentalität als in Europa“, berichtet


automatisie-rung und der

ES910.3-Schnittstelle geschieht in Echtzeit mit Hilfe der Protokolle EtherCAT oder iLinkRT. Das ES910-Modul wird über eine Gi-gabit-Ethernet-Schnittstelle mit dem Ent-wicklungs- oder Applikationswerkzeug auf dem Host-PC verbunden.


Sven Bauer. „Wenn hierzulande eine Batterie in Brand gerät, dann wird das zu einem großen Problem für die Beteilig-ten. Die chinesischen Unternehmen se-hen derartige Zwischenfälle sehr viel lo-ckerer. Unsere europäischen Produkte sind wirklich sicher. Schauen wir doch einmal, welche Fahrzeuge die Chinesen am liebsten kaufen: Premium-Fahrzeuge aus europäischer Produktion.“

Karsten Nicolaus bringt eine Quint-essenz der Diskussion auf den Punkt:

„Wir müssen die Standardisierung mehr und mehr vorantreiben. Außerdem be-nötigen wir Standardprodukte, um wett-bewerbsfähig zu bleiben.“ Mark Münzer glaubt, dass wir „mit der europäischen Industrie schon in der richtigen Richtung unterwegs“ sind: „Die Frage ist nur: Sind wir zu langsam, sind wir zu schnell? Viel-leicht sind wir etwas langsam, aber wie Herr Bauer schon erklärte, sollten wir uns eines vergegenwärtigen: wenn wir in Europa ein Qualitätsproblem bei Elektro-

fahrzeugen bekommen, dann schadet uns das mehr als uns ein schnelleres Vo-ranschreiten nützt. Wir müssen die Zu-sammenarbeit über Firmen hinweg, über Wertschöpfungsketten hinweg und zwi-schen verschiedenen Trägern auf dem Markt fördern, die normalerweise sonst nicht zusammenarbeiten würden.“

Alfred Vollmer ist Redakteur der AUTOMOBIL-ELEKTRONIK

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ES910.3 Prototyping- und Schnittstellenmodul Mit dem ES910-Modul lassen sich prototy-pische Implementierungen der Software-komponenten neuer Steuerungs-, Rege-lungs- und Diagnosefunktionen unter rea-len Umgebungsbedingungen validieren. Dabei können die einzelnen Komponenten mit ASCET, anderen Autosar-konformen Werkzeugen oder MATLAB/Simulink gene-riert oder manuell in C codiert werden, wo-bei die Konfigurierung des ES910-Moduls mit ASCET-RP oder der universellen Prototy-ping-Umgebung Intecrio erfolgt. Für das steuergerätenahe Prototyping von neuen Funktionen ist ein Autosar-/OSEK-konfor-mes RTA-Echtzeit-Betriebssystem in das ES910-Modul integriert. Mit dem Software Logic Analyzer RTA-TRACE von ETAS besteht die Möglichkeit, die Ausführung und das Zeitverhalten der Funktionen in Echtzeit zu überwachen. Mit Hilfe der ETK-, XETK-, Flex-Ray-, CAN- und LIN-Schnittstellen lassen sich Teilanwendungen, deren Berechnung auf dem ES910-Modul erfolgt, mit einem

Entwicklungssteuergerät synchronisieren (Bypass-Experiment). Für die dezentrale Er-fassung von Umgebungsmessdaten kön-nen sowohl Mikro-Messmodule der ES400-Familie als auch Lambda-Meter der ES63x-Serie an das ES910-Modul angeschlossen wer-den. Mit INCA/INCA-EIP (Experi-mental Target Integration Package) lassen sich die Prototypen neuer Re-gelungsalgorithmen unmittelbar auf dem ES910-Modul kalibrieren. Das ES910-Modul kann darüber hinaus von INCA zur Kalibrierung, zur Erfassung von Steuer-geräte- und Bussignalen, zur Flashprogram-mierung und zur Diagnose (CAN) zum Ein-satz kommen. Im Zusammenspiel mit der IN-CA-MCE Engineering Solution (Measure-ment and Calibration Embedded) sorgt das Modul für einen schnellen Austausch von Mess- und Verstellwerten zwischen Steuer-gerät und Prüfstandsautomatisierung. Die Kommunikation zwischen der Prüfstands-

infoDIRECT www.all-electronics.de Link zu ETAS 371AEL0610

Stromsensoren für Elektro- und Hybridfahrzeuge TDK-EPC präsentierte auf der electronica Muster neuer Serien von Stromsensoren für Elektro- und Hybridfahrzeuge. Es han-delt sich dabei um den Typ SAA0032, der bereits in Serienproduktion ist und den Typ SAA0033, der sich noch in Entwick-lung befindet. Beide Sensoren sind für Ströme von 200 A und 300 A ausgelegt und arbeiten nach dem Closed-Loop-Prin-zip, wodurch sie im gesamten Mess-bereich einen absoluten Messfehler ein-schließlich der thermischen Einflüsse von maximal 1% erzielen. Die neue Familie SAA02* (in Entwicklung) soll für einen ho-hen Nennstrom von bis zu 800 A mit kon-trollierter Offset-Spannung ausgelegt sein. Für die Leiterplattenmontage eignet sich die Variante SAA0040 (in Entwick-lung). Sie bietet eine sehr kurze Ansprech-zeit von nur 5 μs und ist für Ströme bis 32 A ausgelegt.

infoDIRECT www.all-electronics.de Link zu TDK-EPC 362AEL0610

Radarsensoren für 77 GHz

infoDIRECT www.all-electronics.de Link zu Freescale 361AEL0610

Freescale bemustert jetzt seine 77-GHz- SiGe-Chipsets für den Einsatz in automobi-len Radarsystemen über weite und mittlere Entfernungen. Die Xtrinsic Radar-Chipsets bestehen aus einem Sender und einem Multi-Kanal-Empfänger mit integrierter PLL, wo-bei der gleiche Baustein durch die Ausgabe eines SPI-Befehls für den Fern- oder Nahbe-reich abgestimmt werden kann. Eine typische HF-Frontend-Lösung von Freescale besteht aus einem Senderchip mit integrierter PLL, Leistungsverstärker, LO-Ausgang (Local Oscillator) und einem auf dem Chip inte-grierten Sägezahngenerator sowie einem oder mehreren Multikanal-Empfängern, die für eine rauscharme Umsetzung der Radar-signale in den ZF-Bereich sorgen.


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