Komplexität bewältigen: Der neue Weg...So bringen Sie Fahrerassistenzsysteme schnell und sicher...

06 /2020B 61060 · Juni 2020 · www.automobil-elektronik.de

E/E-Entwicklung für Entscheider

ADAS + ADMobilität + Transport in 20 Jahren: Welche Rolle spielt die Datenspeicherung? 28

ALTERNATIVE ANTRIEBEWide-Bandgap-Halbleiter im E-Auto: Wie SiC der Elektro-mobilität den Weg ebnet 38

LUDWIGSBURG 2020Automobil-Elektronik Kongress im November: Fakten in Covid-19-Zeiten 14

Komplexität bewältigen: Der neue WegInterview mitMartin Goetzeler, dSPACE 16

KONGRESS

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Bringen Sie Ihre ADAS-Entwicklung schneller ins Ziel – mit unserer durchgängigen Lösung. Fahrerassistenzsysteme erleichtern den Alltag für Autofahrer – und wir erleichtern ihre Entwicklung. Denn unsere leistungsfähigen Produkte bieten für die wichtigsten Anwendungsfälle der ADAS-Entwicklung eine durchgängige Lösung: von ADAS-Logging, Prototyping, Validierung & Test, bis hin zu Embedded-Softwarekomponenten. So bringen Sie Fahrerassistenzsysteme schnell und sicher auf die Straße.

Sichern Sie sich für Ihre ADAS-Projekte den entscheidenden Entwicklungsvorteil.

Immer schön in der Spur bleiben. Auch beim Entwickeln.

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www.all-electronics.de

Am Freitag dem 12.6. um 12:12 Uhr kam in meinem Posteingang eine Meldung an, die besser als jede

Marktstudie zeigt, wie weit die Compute-risierung des Fahrzeugs fortgeschritten ist. Noch vor zwei Jahren sagte der CTO eines führenden Halbleiterherstellers, dass 28 nm die minimale Strukturbreite bei ICs für den Einsatz im Automobilbe-reich sei, aber die oben erwähnte, auf den ersten Blick unscheinbare Meldung, die noch dazu an einem Brückentag (bei wei-tem nicht nur) in Bayern bei mir ankam, widerlegt die alte Aussage dieses CTOs. Der Inhalt: NXP will bei TSMC Automo-tive-Chips in 5-nm-Technologie fertigen lassen und plant für 2021 bereits erste Automotive-Muster für ausgewählte Kunden (siehe Seite 10).

Auch wenn 5-nm-Muster für 2021 viel-leicht ein bisschen zu progressiv kommu-niziert wurden, ist die Meldung in ihrem Grundinhalt dennoch – mit Verlaub – der absolute Hammer, denn mit 5 nm zieht der Automotive-Markt schon fast mit dem Handy-Markt gleich. Das neue iPhone, das Apple im Herbst 2020 vorstellen will, nutzt erstmals 5-nm-Technologie, und schon ein, zwei Jahre später sollen 5-nm-Chips im Fahrzeug zum Einsatz kommen.

Der Innovationsmotor der Automobilbran-che hat somit mittlerweile ein sehr großes Moment bekommen.

Wir benötigen die Rechenleistung der 5-nm-Chips – und zwar nicht nur zur Implementierung von KI-Elementen in den Fahrzeugen. Schließlich muss das automatisierte Fahrzeug auch ohne Cloud-Verbindung sicher fahren, was wir in unse-rem Beitrag auf Seite 32 genauer themati-sieren. Dass gleichzeitig auch den bald sehr großen Speichern eine ganz neue Bedeu-tung zugutekommt, erläutert der Artikel auf Seite 28.

All‘ diese heißen Themen rund um das „Software-Defined Car“, von Halbleitern über Connected Mobility mit 5G bis KI und seine End-to-End-Architektur finden Sie übrigens neben Automotive Megatrends und E-Mobilität auch im Programm des 24. Automobil-Elektronik Kongress‘ in Ludwigsburg, der dieses Jahr ausnahms-weise im November stattfindet (Seite 14).

Editorial

EDITORIAL

Freitag der 12.

Ausnahmesituationen auf der Straße

meistern – ohne 5G! RTI

32

von Chefredakteur Alfred Vollmer

[email protected]

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Juni 2020

4 AUTOMOBIL ELEKTRONIK 06 / 2020 www.all-electronics.de

Kongress 14 Ludwigsburg

Wegen der Covid-19-Pande-mie musste der 24. Auto mobil-Elektronik-Kongress in den November verschoben werden. Die Vorträge bleiben wie geplant. Wir liefern die Fakten im Update.

MÄRKTE + TECHNOLOGIEN

06 ZVEI-StandpunktAgile Entwicklung sicherheitsrelevanter Automobil-Software

08 News und Meldungen

12 Corona und die Zeit danachElektronik-Zulieferer in der Krise – und wie sie damit umgehen

14 24. Automobil-Elektronik Kongress 2020Neuer Termin, neue Rahmenbedingun-gen, gleiche Community, gleiche Referenten

COVERSTORY

16 Komplexität bewältigen: Der neue Weg Interview mit Martin Goetzeler, CEOvon dSPACE

ADAS + AD

20 Connected Car PlatformMQTT als Enabler des vernetzten Fahrens

24 Autonomes Fahren absichern Optimierung von Fahrassistenzsystemen (ADAS) per Testautomatisierung mit Edscene

28 Mobilität und Transport in20 Jahren Autonomes Fahren: Welche Rolle spielt die Datenspeicherung?

32 Ausnahmesituationen meistern – ohne 5G!Teleoperation mit DDS: Der erste Schritt zur Autonomie

36 Prädiktion statt RealtimeWarum Vorhersagen beim Parken mehr bringen als Echtzeitdaten

ALTERNATIVE ANTRIEBE

38 Wide-Bandgap-Halbleiter im E-Auto Wie Siliziumkarbid der Elektromobilität den Weg ebnet

MESSTECHNIK

42 Kompakt, sicher und steckerlosThermoelement-Stecksystem optimiert Arbeitsabläufe

16

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E/E-Entwicklung für Entscheider

ADAS + ADMobilität + Transport in 20 Jahren: Welche Rolle spielt die Datenspeicherung? 28

ALTERNATIVE ANTRIEBEWide-Bandgap-Halbleiter im E-Auto: Wie SiC der Elektro-mobilität den Weg ebnet 38

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Komplexität bewältigen: Der neue WegInterview mit Martin Goetzeler, dSPACE 16

KONGRESS

Titelmotiv gesponsert von dSPACE

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AUTOMOBIL ELEKTRONIK 06 / 2020 5www.all-electronics.de

E-Paper, App und Abkürzungsverzeichnis

RUBRIKEN

03 EditorialFreitag, der 12.

45 Neue Produkte

49 Impressum

49 VerzeichnisseInserenten-/Personen-/Unternehmensverzeichnis

50 Krise als Chance?Dr. Lederers Management-Tipps

28 38

die Automobil-Elektronik finden Sie in bewährter Weise auf www.all- electronics.de im Bereich „Ab-kürzungen“ (oben Mitte).

Die Zeitschrift AUTOMOBIL-ELEKT-RONIK erreichen Sie jetzt in digita-ler Form noch einfacher. Als PDF war und ist sie im Archiv ja bereits über ein Jahrzehnt abrufbar, aber jetzt bieten wir Ihnen ein blätter-bares E-Paper auf der Website www.all-electronics.de. Noch bequemer geht es mit der kostenlosen all-electronics-App für iOS und Android, in der Ihnen nach einer kostenlosen einmaligen Registrierung der gesamte Jahr-gang der AUTOMOBIL-ELEKTRO-NIK, der emobility tec sowie deren Schwester-Zeitschriften zur Verfü-gung stehen – und zwar mit ech-ten Zusatznutzen. Erklärungen zu mittlerweile weit über 1000 Abkürzungen rund um

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6 AUTOMOBIL ELEKTRONIK 06/2020 www.all-electronics.de

Märkte + Technologien ZVEI-Standpunkt

aus der ISO 26262 sollten für die Entwick-lung von Automobil-Software bereits selbstverständlich sein. Anders als oft gemutmaßt fordert die ISO 26262 übri-gens keinen wasserfallartigen Entwick-lungsablauf.

Zur Definition of Done (DoD) der agilen Teams sollte in der Automobilbranche immer die Einhaltung der organisations-

eigenen Entwicklungsrichtlinien gehören. Wenn darin zum Beispiel bereits gefordert wird, dass Unit Tests durchgeführt wer-den, ist die Umstellung nicht schwer, wenn der neue (ISO-26262-konforme) Prozess abhängig vom ASIL einzelner Anforde-rungen eine bestimmte Mindest-Code-Coverage (beispielsweise 100 % Branch Coverage ab ASIL B) im Unit Test vorgibt. Der ASIL-abhängige Aufwand für das

Agile Entwicklung sicherheitsrelevanter Automobil-Software

Steffen Kuhn ist Head of Consulting bei Elektrobit und Mitglied im ZVEI-Arbeitskreis Agile SW-Entwicklung bei sicherheitskritischen Systemen der Themenplattform Automotive. Bil

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Die Automobilbranche hat die Vor-teile agiler Vorgehensweisen bei der Entwicklung komplexer

Software erkannt. Diese dringen daher inzwischen auch in Bereiche sicherheits-relevanter Funktionen vor, die bisher tra-ditionellen Entwicklungsmethoden vor-behalten waren. Zudem erhalten durch steigende Automatisierung der Fahrfunk-tionen und stärkere Vernetzung immer häufiger auch Systeme und Komponenten Sicherheitsanforderungen, deren Ent-wicklungsteams bereits agil arbeiten, aber noch keine Erfahrung mit funktionaler Sicherheit haben, beispielsweise in den Bereichen Infotainment und Komfort.

Wenn Agilisten und Safety-Experten zusammenarbeiten müssen, dann prallen zwei Welten aufeinander, die meist zunächst unvereinbar erscheinen. Es tau-chen Fragen wie „Müssen wir jetzt nach Wasserfall entwickeln?“ auf oder es wer-den Bedenken laut: „Wenn wir agil arbei-ten, hält sich keiner mehr an irgendwelche Prozessvorgaben und wir werden niemals ein Safety Assessment bestehen!“

Tatsächlich lassen sich agile Arbeits-weisen und sicherheitsrelevante Entwick-lung gut miteinander vereinbaren. Vor-aussetzung für bereits agile Teams ist, dass bereits ein Qualitätsmanagement-system etabliert wurde, nach dem das Team sich richtet. Dann ist der Schritt zu einer sicherheitsgerichteten Softwareent-wicklung gar nicht mehr so weit, denn die meisten Software-Prozessanforderungen

Testen muss natürlich zum Beispiel bei der Abschätzung von Tickets für die Sprint-planung berücksichtigt werden.

Safety bleibt gewahrtBereits ISO-26262-konform arbeitende Teams können beruhigt sein, denn bei der Einführung agiler Methoden werden kei-ne qualitätsrelevanten Aktivitäten über Bord geworfen. Diese erfolgen vielmehr anders, beispielsweise nur in einer anderen zeitlichen Abfolge oder durch andere Rol-len im Team. Das kann sogar zu Quali-tätssteigerungen führen, wenn beispiels-weise bereits in der ersten Iteration auffällt, dass Sicherheitsanforderungen missver-ständlich formuliert oder nicht testbar sind.

Broschüre des ZVEIViele anfängliche Vorbehalte beim Verhei-raten agiler Methoden und Funktionaler Sicherheit sind relativ einfach auszuräu-men, wenn keine der Parteien in Dogmen verharrt. Pragmatismus und Feinfühligkeit sind daher immer hilfreich. Für Teams, die aktuell vor dieser Herausforderung stehen, hat die Arbeitsgruppe „Agile Softwareent-wicklung für sicherheitsrelevante Anwen-dungen“ der ZVEI-Themenplattform Automotive eine Broschüre erarbeitet, die einige bekannte Herausforderungen und Lösungsansätze aufzeigt. Rückmeldungen aus der praktischen Anwendung oder Ide-en zur Erweiterung sind jederzeit willkom-men! (av) n

Viele anfängliche Vorbehalte beim

Verheiraten agiler Methoden und

Funktionaler Sicher-heit sind relativ ein-fach auszuräumen,

wenn keine der Parteien in Dogmen

verharrt.

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Märkte + Technologien Meldungen


Top-FIVE

KPIT-CEO Kishor Patil im Interview: Auf dem Weg zum globalen Software-Integrationspartner Nr. 1 Eigenbeitrag

1Verkaufszahlen für Elektroautos verdoppeln sich im 1. Quartal

Center of Automotive Management2

Warum FMCW-Lidar besser ist als ToF-Lidar – nicht nur beim automatisierten Fahren Silc Technologies3

ZF und Vis IC entwickeln Wechselrichter auf GaN-Basis

Vis IC4

Maxim Integrated hat Trinamic gekauft

Eigenbeitrag der Redaktion5

Die AUTOMOBIL-ELEKTRONIK finden Sie unter www.all-electro-nics.de/e-paper sowohl als E-Paper für den Browser als auch zum Herunterladen und Offline-Lesen in der all-electronics-App. Zusätzlich stellen wir die einzelnen Beiträge unter www.all-elec-tronics.de online. Über den Filter „Automotive“ oder den Channel „Applikationen / Automotive“ fokussieren Sie die Auswahl auf

Themen rund um die Automobilelektronik. Das Abkürzungsver-zeichnis erreichen Sie jetzt komfortabel, indem Sie ganz oben auf der Homepage „Abkürzungen“ anklicken. Die folgenden neuen automotive-relevanten Beiträge wurden seit der vergangenen Ausgabe der AUTOMOBIL-ELEKTRONIK am häufigsten aufgerufen.

TERMINEIn Zeiten der Covid-19-Pandemie sind Terminangaben nicht immer einfach. Die folgenden Termine standen zum Redaktions-schluss als „bestätigt“ im Kalender:

3. Iseled Conference 03.09.2020, München iseled-conference.com

24. Automobil-Elektronik Kongress 03. bis 04.11.2020, Ludwigsburg automobil-elektronik-kongress.de

electronica 10. bis 13.11.2020, München electronica.de

CES 2021 06. bis 09.01.2021, Las Vegas ces.tech

IZB 05. bis 07.10.2021, Wolfsburg izb-online.com

Testinfrastruktur in AntwerpenWie ein Smart Highway Unfälle verhindern soll

Flandern möchte unter dem Motto „Jedes Ver-kehrsopfer ist eines zuviel“ bis 2050 die Zahl der Verkehrstoten auf flämischen Straßen auf Null senken. Dazu beitragen soll das Forschungspro-jekt Smart Highway, das 2018 ins Leben gerufen wurde und eine Testinfrastruktur an der E312 in Antwerpen schuf. In dem Projekt sollten Fahr-zeuge in die Lage versetzt werden, direkt mitei-nander zu kommunizieren. Dann sollte gemes-sen werden, ob sie schneller auf Gefahrensitua-tionen reagieren als menschliche Lenker sowie ausgeklügelte Fahrassistenzsysteme. An den Tests waren drei Autos beteiligt, die in einer Reihe fuhren. Zwei von ihnen hatten Kom-munikationsmodule, während ein Auto dazwi-schen dies nicht hatte. Wenn Wagen Nummer eins eine Notbremsung durchführte, wurde die-se Information sofort an Wagen Nummer drei weitergegeben. Dies bedeutete, dass dieser die Situation viel schneller vorhersehen konnte, als wenn er sich nur auf seine eigenen Sensoren

Das dritte Fahrzeug erhält Informationen vom ersten und kann so schneller reagieren.

verließ. Durchgeführt wurden diese Tests mit den drei Funk-Kommunikationstechnologien: einer Wi-Fi-Variante (ITS-G5) und zwei 4G-Vari-anten (LTE und Direct C-V2X). „Es wurde deutlich, dass sowohl 4G als auch ITS-G5 eine akzeptable Signalverzögerung aufwei-sen: etwa 15 ms bei ITS-G5 und 40 bis 50 ms bei 4G“, sagte Bart Lannoo, Forscher am ID Lab, der Forschungsgruppe des Imec in Antwerpen. Das sei eine bessere Reaktionszeit, als sie menschli-che Fahrer haben. Die Forscher stellten auch fest, dass die Signal-verzögerung der regulären 4G-Verbindung da-zu neigt, von Zeit zu Zeit unvorhersehbare Spit-zenwerte zu erreichen. Das macht diese Techno-logie weniger zuverlässig für wirklich zeitkriti-sche Anwendungen wie zum Beispiel die schnelle Reaktion auf unerwartete Verkehrssitu-ationen. „Das Aufkommen von 5G als Nachfol-ger von 4G sollte das Problem lösen, obwohl es noch weiterer Tests bedarf“, meinte Lannoo.

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Imec

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AUTOMOBIL ELEKTRONIK 06 / 2020 9www.all-electronics.de

Autonomes und vernetztes FahrenKI-Funktionsmodule für ADAS

Elektrifizierung bringt ImpulseStudie: Nachfrage nach Automotive-Halbleitern sinkt um sieben Prozent

Ein Konsortium verfolgt in dem Projekt „KI-Absicherung“ das Ziel, eine stringente und nachweisbare Argumentationskette für die Absi-cherung und Freigabe von KI-Funktionsmodulen für das hoch-automatisierte Fahren aufzubauen. Dafür entwickeln die Partner unter Leitung von Volkswagen und des Fraunhofer IAIS eine Prozesskette mit offenen standardisierten Schnittstellen zur Erzeugung re-produzierbarer synthetischer Trai-nings- und Testdatensätze. Auch programmieren sie KI-Algorithmen zur Fußgängererkennung und tes-ten diese mit den erzeugten syn-thetischen Daten.

Der Markt für Automotive-Halblei-ter wird 2020 um fast sieben Pro-zent schrumpfen. Zu dieser Ein-schätzung kommt der „Automoti-ve Semiconductor Demand Fore-cast 2018 – 2027“ von Strategy Analytics . Covid-19 werde weiter-hin Auswirkungen auf die Wirt-schaft haben, was die Nachfrage nach diesen Halbleitern beein-flusst. Zu neuen Impulsen sollen elektrifizierte Antriebsstränge und Sicherheitssysteme beitragen, die von 2019 bis 2024 durchschnittli-che jährliche Wachstumsraten von über 13 % erzielen. Der Forecast kommt zu folgenden Ergebnissen:• Im Bereich Antriebsstrang führt die Erweiterung des OEM-Ange-bots an BEV/HEV-Modellen zu ei-nem großen Wachstum bei Halb-leitern, insbesondere bei Leis-tungshalbleitern und Batterie-Ma-nagement-Komponenten.• Das Wachstum im Bereich Si-cherheit wird durch eine rasche Einführung von ADAS in Fahrzeu-gen der Premium- und Mittelklasse sowie der anhaltenden Verbreitung

In einem neuen Projekt wird er-forscht, wie K-Funktionsmodule für das automatisierte Fahren abgesi-chert werden können.

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Milliarden-Umsatz geplantWebasto will Systemanbieter für die Elektromobilität werden

Webasto möchte langfristig im Be-reich Elektromobilität Umsätze er-zielen, die „den Dachsystemen ebenbürtig“ sind – und mit letzte-ren generierte das Unternehmen 2019 einen Umsatz von über drei Milliarden Euro. Das sagte der Vor-standsvorsitzende Dr. Holger En-gelmann auf Anfrage von AUTO-

Webasto möchte eine Reichweitenerhöhung bei elektrifizierten Bus-sen um bis zu 25 % er-zielen.

MOBIL-ELEKTRONIK. Noch erzielt Webasto nur ein Prozent seines Umsatzes im Bereich Batterien und Ladelö-sungen, aber langfris-tig soll sich das gewal-tig ändern. Ziel sei es, „führender Systeman-

bieter für Elektromobilitätslösun-gen“ zu werden, betonte Dr. Engel-mann. Auch Nutzfahrzeuge elekt-rifiziert die Firma. Mit einem ganz-heitlichen Thermomanagement und der Vernetzung aller Kompo-nenten eines Busses, die Heiz- oder Kühlbedarf haben, erhöhe Webas-to die Reichweite um bis zu 25 %.

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Prognostiziertes Wachstum bei Automotive-Halbleitern in Abhän-gigkeit vom Anwendungsbereich.

passiver Sicherheitssysteme in Emerging Markets vorangetrieben.• Adaptive Frontlichtsysteme (AFS), LED-Frontbeleuchtung, Gateway-Module und passive schlüssellose NFC-Zugangssysteme werden Wachstumstreiber sein.• Es gibt einige Wachstumsberei-che im Bereich der Bremsen.• Fahrerinformation: Flache Dis-plays und High-End-Hybrid-Cock-pits treiben das Wachstum.

Übernahme von TrinamicMaxim verstärkt sich beim Thema Motion ControlDer kalifornische Halbleiterherstel-ler Maxim Integrated hat das deut-sche Branchenunternehmen Tri-namic gekauft. Mit Trinamic holen sich die Amerikaner Know-how rund um das Thema Motion Con-trol ins Haus, denn über viele Jahre hinweg machten sich die Hambur-ger einen Namen bei der effizien-ten elektronischen Ansteuerung von Motoren verschiedener Art. „Das Fachwissen von Trinamic im

Bereich der Bewegungssteuerung und die Fähigkeiten von Maxim In-tegrated im Bereich der analogen Prozesstechnologie und des Leis-tungsdesigns werden eine neue Klasse von intelligenten Aktoren ermöglichen“, teilte Maxim mit. Die modernen ICs, Module und in-telligenten Motoren des Typs Pan-drive ermöglichten es Ingenieuren, schnell und zuverlässig hochpräzi-se Antriebe zu entwickeln.

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kurz & BÜNDIG Clarion Malaysia , die zu Faurecia gehören, produzieren das Lidar-Modul Pixell im Auftrag von Leddar Tech für den Massenmarkt.

ZF hat Wabco übernommen. In diesem Zu-sammenhang musste ZF R.H. Sheppard an die Knorr-Bremse -Tochter Bendix verkaufen.

Toyota entwickelt mit China FAW , Dongfeng Motor , Guangzhou Automobile , Beijing Auto-motive und Beijing Sino Hytec Brennstoffzel-lensysteme für Nutzfahrzeuge.

NTT und Mitsubishi haben eine Beteiligung in Höhe von 30 Prozent an Here Technologies erworben.

Ford : Der Fiesta wird auch mit einem elektri-fizierten Antriebsstrang produziert. Verbaut ist ein Dreizylinder-Eco-Boost-Turbobenziner. Joynext : Preh Car Connect aus Dresden ge-hört nun zu der Infotainment- und Connecti-vity-Marke des chinesischen Unternehmens Joyson Electronics .

ZKW erhält den „Best Improvement Award“ (China), den „Supplier Quality Excellence Award“ ( GM ), den „German Design Award“ und den Award „Automotive Brand Contest“.

Escrypt : Die Krypto-Bibliothek Cycur LIB des Automotive-Security-Anbieters ist in allen ASIL-D-klassifizierten Systemen einsetzbar.

Continental : Das 3D-Fahrzeugdisplay mit Touchfunktion wird mit dem „German Inno-vation Award 2020“ und beim „Automotive Brand Contest 2020“ ausgezeichnet.

Vector Informatik und Bauder Stiftung spenden 400.000 Euro, damit Schüler in der Region Stuttgart mobile Endgeräte erhalten.

Volkswagen investiert jeweils eine Mrd. Euro in das Elektromobilitäts-Joint-Venture JAC Volkswagen und in die Batteriefirma Gotion .

Here Technologies : Der japanische Karten-dienst Zenrin nutzt den Marketplace von Here als Distributionskanal für seine Daten.

Chips der nächsten GenerationNXP wählt 5-nm-Prozess von TSMC für SoC-Plattform

Fahrzeug-CockpitsContinental und Pioneer kooperieren

NXP wird die 5-nm-Technologie von TSMC nutzen, um eine SoC-Plattform (System-on-Chip) für die nächste Generation von Auto-mobilprozessoren zu schaffen. Die SoCs sollen für ein breites Spektrum von Funktionen und Aufgaben zum Einsatz kommen – von vernetz-ten Fahrzeug-Cockpits und leistungsstarken Domänencontrollern über autonomes Fahren und anspruchsvolle Netzwerklösungen bis hin zur Steuerung von Hy bridantrieben und inte-griertem Chassis-Management. Die eingesetzte gehobene Version der 5-nm-Technologie, N5P, liefert im Vergleich zur 7-nm-Generation eine um 20 % höhere Geschwindigkeit und einem um 40 % verringerten Energieverbrauch.

Continental und Pioneer haben einen Koopera-tionsvertrag unterzeichnet, dem zufolge der deutsche Zulieferer die komplette Infotain-ment-Subdomäne von Pioneer in seinen Cock-pit High Performance Computer (HPC) inte-

Der Prozess N5P soll die Rechenleistung der Chips von NXP um bis zu 20 % erhöhen.

Continental integriert die komplette Info-tainment-Subdomäne von Pioneer in seinen Hochleistungsrechner für Fahrzeugcockpits.

Einfachere Designs für HochtemperatursensorenSensoren für den Abgasstrang müssen bis zu 1.000 °C widerstehen, kompakt, kostengünstig und langlebig sein. Innovative HEATAN® Sensordurchführungen mit einzigartiger Glaskeramik-Technologie ermöglichen die Entwicklung von Sensordesigns der nächsten Generation. Dazu gehört die Reduzierung des axialen Platzbedarfs um mehr als 50 Prozent. Was ist Ihr nächster Meilenstein?

www.schott.com/heatan

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NXP

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Kurt Sievers ist jetzt offiziell Presi-dent und CEO von NXP Semiconduc-tors . Sievers folgt in der Position auf Richard Clemmer , der die Firma wei-terhin berät.

Lars Reger fungiert nun als Geschäfts-führer von NXP Se-miconductors Ger-many. Reger bleibt weiterhin Chief Technology Officer sowie Senior Vice President von NXP.

PERSONEN

Dr. Rolf Bulander hat nun den Vorsitz des Aufsichtsrats bei Webasto über-nommen. Bulander war zuvor Mitglied der Geschäftsfüh-rung bei Bosch .

Andreas Wolf lei-tet nicht nur Conti-nentals Antriebs-sparte Vitesco Tech-nologies , sondern ist bis zum Vitesco-Spin-Off (oder ma-ximal für drei Jahre) auch Vorstand bei Continental .

Dr. Daniel Wein-garth ist jetzt Chief Technology Officer von Skeleton Tech-nologies . Weingarth wechselte von He-raeus Battery Tech-nology dorthin.

griert. Der Spezialist für Car-Entertainment stellt seine Expertise zur Verfügung, Continental bringt neben dem Cockpit HPC sein Integra-tions-Know-how in die Partnerschaft ein. Die integrierte Infotainment-Lösung haben die Partner speziell für den asiatischen Markt konzi-piert. Durch die Integration der Software-Pake-te in eine Gesamtlösung sollen Fahrzeugherstel-ler eine höhere Flexibilität bei der Entwicklung von Cockpit-Systemen erhalten.

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Joint Venture mit Volvo geplantDaimler bündelt Brennstoffzellen-Aktivitäten

Für 400-Volt-AntriebssträngeZF und Vis IC entwickeln Wechselrichter mit GaN

Daimler bündelt seine konzernwei-ten Brennstoffzellen-Aktivitäten in der Einheit Daimler Truck Fuel Cell . Die Unternehmensgliederung soll später in ein geplantes Joint Ven-ture mit Volvo übergehen. Volvo wird dafür 50 Prozent des Unter-nehmens erwerben. Die Partner planen, in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts schwere Brennstoffzel-len-Nutzfahrzeuge für den an-spruchsvollen und schweren Fern-verkehr in Serie anzubieten.Dr. Andreas Gorbach (45) und Prof. Dr. Christian Mohrdieck (60) wer-

ZF Friedrichshafen und Vis IC ko-operieren bei der Entwicklung der nächsten Generation von elektri-schen Antriebssträngen auf Basis von GaN-Halbleitern. Grundlage ist die Halbleitertechnologie D³GaN von Vis IC. Gemeinsam wollen die Partner Anwendungen für 400-Volt-Antriebsstränge entwi-ckeln, die das größte Segment des EV-Marktes abdecken. „Unsere Partnerschaft mit ZF für die Ent-wicklung von Wechselrichtern auf Galliumnitridbasis in Elektrofahr-zeugen veranschaulicht den Durchbruch der GaN-Technologie

DisplaysFaurecia weitet Zusammenarbeit mit Xuyang aus

Faurecia hat ein neues Joint Venture mit Changchun Xuyang Industry (Xuyang-Grup-pe) gegründet. Die Partner fokussieren sich auf die Produktion, Montage und den Verkauf von Automobil-Displayprodukten sowie auf den entsprechenden Kundendienst für OEMs. Geleitet wird das Joint Venture von Faurecia. Bisher hat der Zulieferer mit der Xuyang-

Gruppe bereits im Bereich Sitze und Innen-ausstattung kooperiert. Bei Forschung und Entwicklung war zudem die Universität Jilin als Partner dabei. Das Unternehmen hatte zu-letzt eine vierte Business Group, Faurecia Cla-rion Electronics, gegründet, die das Ziel hat, ein führender Anbieter von Cockpit-Elektronik zu werden.

Die neue Einheit Daimler Truck Fuel Cell soll in ein Joint Venture mit Volvo übergehen.

Mit GaN-Halbleitern lässt sich die Effizienz elektrifizierter Fahrzeuge verbessern.

Einfachere Designs für HochtemperatursensorenSensoren für den Abgasstrang müssen bis zu 1.000 °C widerstehen, kompakt, kostengünstig und langlebig sein. Innovative HEATAN® Sensordurchführungen mit einzigartiger Glaskeramik-Technologie ermöglichen die Entwicklung von Sensordesigns der nächsten Generation. Dazu gehört die Reduzierung des axialen Platzbedarfs um mehr als 50 Prozent. Was ist Ihr nächster Meilenstein?

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den als Geschäftsführer der neuen Gesellschaft bestellt. Dabei fun-giert Gorbach als CEO von Daimler Truck Fuel Cell.

in der Automobilindustrie“, sagte Tamara Baksht , CEO von Vis IC. Ihre Technologie sei für hohe Zuverläs-sigkeitsstandards der Automobil-industrie entwickelt worden.

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Faurecia leitet das Joint Venture mit Xuyang.

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12 AUTOMOBIL ELEKTRONIK 06/2020



Corona und die Zeit danachElektronik-Zulieferer in der Krise – und wie sie damit umgehen

Die Zahl der Restriktionen geht zurück. Bis aber wieder Normalität einkehrt wird es noch dauern. Solange müssen sich die Unternehmen mit der Situation anfreunden. Autor: Martin Probst

Bereits vor der Corona-Krise stag-nierte die deutsche Wirtschaft und insbesondere die Automobil-

Branche sah sich sinkenden Absatzzah-len gegenüber. Die notwendigen Maß-nahmen zur Eindämmung des Corona-Virus setzten der bereits angeschlagenen Wirtschaft weiter zu. Infolgedessen schrumpfte die deutsche Wirtschaft im ersten Quartal um rund zwei Prozent und die Aufträge gingen um über 20 Pro-zent zurück.

Allerdings gehen die Corona-bedingten Einschränkung langsam zurück und die Restriktionen für Unternehmen und ihre Beschäftigten fallen nach und nach weg. Die Wirtschaft kehrt langsam zurück zur Normalität, einer veränderten Normalität. Auch die Elektronik-Unternehmen der Automobilbranche fahren die Produktion langsam wieder hoch und stellen sich auf die veränderten Arbeitsbedingungen um.

Vector InformatikBereits seit Mitte März befindet sich ein Großteil der Beschäftigten von Vector Informatik im Home-Office. Aufgrund einer bereits vor der Corona-Pandemie gut ausgebauten IT-Infrastruktur verlief der Wechsel ins Home-Office nahezu rei-bungslos. In Sachen Exit-Strategie ist das Unternehmen positiv gestimmt: „Grund-sätzlich können wir aufgrund der gut funktionierenden virtualisierten Arbeits-bedingungen eine konservative Exit-Stra-tegie planen, bei der langsam der Präsenz-betrieb wieder hochgefahren wird.“

ZF FriedrichshafenBei ZF sollen sich die Arbeitsbedingungen auch nach den Beschränkungen ändern. Der Zulieferer will Schichten entzerren, zwischen einzelnen Arbeitsplätzen Trenn-wände montieren, Spender für Desinfek-tionsmittel aufstellen. Auch bei digitalen

Arbeitsweisen geht das Unternehmen von sich ändernden Arbeitsweisen aus. „Aus der verstärkten Nutzung digitaler Tools für die Zusammenarbeit – Stichwort Home-Office – wird sicher eine geänder-te Meeting- und Dienstreise-Kultur erwachsen“, kommentiert Dr. Jochen May-er, Pressesprecher Wirtschaft bei ZF.

EDAGEDAG richtete einen Krisenstab ein, der entsprechende Präventions- und Schutz-maßnahmen getroffen hat und in tägli-chem Kontakt mit den entsprechenden Behörden steht und den Mitarbeitern aktu-elle Informationen rund um den Corona-virus stellt. Als wichtiges Instrument sieht das Unternehmen das mobile Arbeiten und hat deshalb die entsprechenden IT-Kapazitäten hochgefahren und damit die Zahl der Home-Office-Arbeitsplätze enorm erhöht. Nach den Beschränkungen

Bild: Mike Fouque / Rainer – stock.adobe.com

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AUTOMOBIL ELEKTRONIK 06 / 2020 13



sollen diese Arbeitsplätze aber wieder zurückgefahren werden.

Vitesco Für die Zeit nach den Beschränkungen gibt es bei Vitesco bereits konkrete Kon-zepte. Zunächst ist der Wiederanlauf der Werke geplant, allerdings sollen Mitarbei-ter weiterhin mobil oder vom Home-Office aus arbeiten. Um eine pandemiesichere Produktion sicherzustellen, hat das Unter-nehmen ein ganzheitliches Konzept ent-wickelt, das eine Gefährdungsbeurteilung aller Arbeitsplätze und die sich daraus ergebenden, vielfältigen Schutzmaßnah-men vorsieht.

Digi-Key Dem Distributor Digi-Key kam sein Modell der Lagerhaltung entgegen, das auf überdurchschnittlich hohe Lagerbe-stände setzt, wodurch das Unternehmen Lieferengpässe abfedern konnte. Weiter-hin konzentrierte sich das Unternehmen auf Sicherheitsmaßnahmen innerhalb des Geschäftsbetriebs und schränkte den nicht unbedingt notwendigen Personenverkehr in die Einrichtung schnell ein und führte aggressive Hygieneverfahren und Social Distancing ein.

Osram Opto Semiconductor Auch bei Osram Opto Semiconductor befindet sich ein Großteil der Beschäfti-gung im Home-Office und nur die Ferti-gungsmitarbeiter arbeiten vor Ort. Mee-

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Automation neu gedacht

AutorMartin ProbstRedakteur AUTOMOBIL-ELEKTRONIK

tings und Konferenzen finden wie bei vie-len anderen Unternehmen digital statt. Zu den Maßnahmen im Werk zählen bei-spielsweise eine Selbstauskunft der Mit-arbeiter, die vor Betreten des Werks aus-gefüllt werden muss. Darin wird beispiels-weise abgefragt, ob sie Kontakt zu einem nachweislich mit Covid-19-Infizierten hatten. Mittlerweile konnte dieser Prozess in Form einer App digitalisiert werden.

Infineon Oberstes Ziel für Infineon ist der Schutz von Mitarbeitern und Geschäftspartnern, die Gewährleistung einer stabilen Produk-tion, die Absicherung der Supply-Chain und der finanziellen Gesundheit des Unternehmens. Um all diese Ziele zu errei-chen, produziert der Halbleiterhersteller in allen größeren Fertigungsstätten teil-weise bei reduzierter Auslastung und setzt zur Eindämmung des Coronavirus auf Hygiene- und Abstandsregelungen. Nach und nach will das Unternehmen aber wie-der zu einer „neuen Normalität“ zurück-kehren, dabei aber auf eine Vielzahl von Faktoren Rücksicht nehmen. Weiterhin geht das Unternehmen davon aus, dass noch einiges an Zeit vergehen wird, bis wieder Normalität eintritt. „Wir erwarten nicht, dass mit Aufhebung der Einschrän-kungen unmittelbar eine Rückkehr zur Normalität einhergeht, sondern dies nur schr it tweise und zeit l ich versetzt geschieht“, erklärt Gregor Rodehüser, Pressesprecher Markets & Business Deve-

lopment bei Infineon. „Eine Routine wird voraussichtlich erst wieder mit der Ein-führung eines Impfstoffes möglich.“

Intertek Wer Hilfe braucht, um Arbeitsalltag und Corona-Maßnahmen zu kombinieren, dem kann Intertek behilflich sein. Das Unternehmen bietet mit Protek eine Kom-plettlösung an, die Gesundheit, Sicherheit und Wohlergehen für Menschen gewähr-leisten soll. Das Programm umfasst dabei alle relevanten Aktivitäten, mit denen der Covid-19-Pandemie effektiv begegnet werden kann.

Webasto Trotz aller Maßnahmen und der langsa-men Rückkehr zur Normalität wird es noch dauern, bis sich die Branche von der Krise erholt hat. Die globale Lage sieht Dr. Holger Engelmann, Vorstandsvorsitzender von Webasto, als „extrem unsicher“, so dass aktuell keine seriöse Jahresprognose möglich sei. All das werde natürlich gra-vierende Auswirkungen auf die Geschäfts-zahlen haben. In Summe schaut Dr. Engel-mann positiv nach vorn: „Sobald die Kon-junktur wieder anzieht, werden wir unse-ren Wachstumskurs fortsetzen.“ Damit wird Webasto nicht allein sein.

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Märkte + Technologien Ludwigsburg

24. Automobil-Elektronik Kongress 2020Neuer Termin, neue Rahmenbedingungen, gleiche Community, gleiche Referenten

In diesem Jahr wird auf dem Automobil-Elektronik Kongress in Ludwigsburg vieles anders sein, denn die Covid-19-Pandemie machte nicht nur eine Terminverschiebung vom Juni in den November erforderlich sondern sorgte auch für diverse Änderungen. Eines gleich vorweg: Die im Frühjahr angekündigten Referenten werden zum neuen Termin am 3. und 4. November 2020 allesamt ihren vorgesehenen Vortrag halten. Autor: Alfred Vollmer

Organisatorisch gibt es in diesem Jahr im Ver-gleich zu den Vorjahren diverse Veränderun-gen, denn schließlich gilt es, die Gesundheit

der Besucher nicht zu gefährden und dabei gleichzei-tig einen möglichst guten Austausch trotz der Abstands- und Hygienegebote zu ermöglichen. Aus diesem Grund wird auf dem diesjährigen 24. Auto-mobil-Elektronik-Kongress in Ludwigsburg zum Bei-spiel nur Platz für eine erheblich geringere Anzahl von Teilnehmern sein – und das bei einem Kongress, der in den letzten Jahren stets ausgebucht war.

Planungssicherheit gegebenUm den Teilnehmern volle Planungssicherheit zu geben, gelten Corona-bedingt in diesem Jahr andere Bedingungen. So können sie bis 14 Tage vor diesem hochkarätigen Event kostenfrei ihre Teilnahme stor-nieren, um bei einer Änderung der pandemischen Gesamtlage flexibel reagieren zu können. Außerdem arbeitet der Veranstalter derzeit an der Umsetzung eines Hybrid-Konzeptes, das die Live-Teilnahme in

Ludwigsburg mit der virtuellen Teilnahme am PC kombiniert. Weitere Infos hierzu finden Sie in der nächsten Ausgabe der AUTOMOBIL-ELEKTRONIK.

Zum Programm tragen auch in diesem Jahr wieder viele E/E-Entscheider und Top-Führungskräfte mit einem Vortrag bei. Sämtliche Referenten haben zuge-sagt, ihren ursprünglich für Juni geplanten Vortrag jetzt eben im November in aktualisierter Fassung zu halten. Auch für den Fall, dass einzelne Referenten auf Grund der auch im Spätherbst sicher noch einge-schränkten Flugpläne sowie der Gesamtlage wider Erwarten nicht live vor Ort sein können, hat der Ver-anstalter bereits vorgesorgt, indem er eine Video-Übertragung nach Ludwigsburg ermöglicht – und zwar inklusive der obligatorischen Frage- und Ant-wort-Session nach jedem Vortrag. Details finden Sie unter automobil-elektronik-kongress.de.

24 Vorträge an zwei TagenIn insgesamt 24 Vorträgen bieten die Referenten eine Art Rundum-Update der Branchentrends, das sich im

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Märkte + Technologien Ludwigsburg


lenberg , Daimler ). Das Thema autonome Mobi-lität beleuchten Alejandro Vukotich ( BMW ), Shaojie Shen ( DJI ) und Jinagxiong Xiao ( AutoX ), während Christophe Hancké ( PSA ), Dr. Dirk Walliser ( ZF ), Dr. Martin Gall ( Dräxlmaier ) und Prof. Christopher Hebling ( Fraunhofer ISE ) die Elektromobilität inklusive Wasserstofftechnik beleuchten. Der End2End Architecture werden sich Shinichi Yoshioka ( Renesas ), Dipti Vachani ( ARM ) und Dan Glotter ( Optimal Plus ) widmen.

Am zweiten Kongresstag informieren schließ-lich Christian Senger ( Volkswagen ), Georg Kopetz ( TTTech Auto ), Dr. Klaus Büttner ( Volks-

wagen ) und Dr. David P. Kreil ( ARAI ) über das Software-Defined Car. Bei Amko Leenarts ( Ford ), Matthias Schneider ( Mercedes-Benz ) und Dr. Joachim Damasky ( VDA ) sowie für Leon He ( Huawei ), Dr. Wolfgang Huhn ( Audi ), Peter Zhou ( Tencent ) und Christoph Voigt ( 5GAA ) steht schließlich die Connected Mobility im Mit-telpunkt.

AutorAlfred VollmerChefredakteur AUTOMOBIL-ELEKTRONIK

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Obwohl die Nachfrage auch dieses Jahr wieder sehr hoch ist, werden zum 24. Automobil-Elektronik Kon-gress definitiv nicht mehr so viele Personen kommen dürfen wie auf diesem Archivbild aus dem Jahr 2019, weil die Hygiene-Auflagen viel größere Abstände zwischen den Teilnehmern erfordern.

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November in die Themenbe-reiche Automotive Mega-trends, Autonomous Mobility, E-Mobility, End2End Architec-ture, Software-Defined Car und Connected Mobility glie-dert. In diesem Jahr kommen die Referenten aus China, Deutschland, Frankreich,Israel, Japan, Österreich, Taiwan und den USA, wobei China mit vier Referenten nach Deutschland die meisten Vortragenden stellt.

Bei den Megatrends geht es um die Zukunft des Sportwa-gens ( Oliver Blume , Porsche ), vernetzte Architekturen ( Hel-mut Matschi , Continental ) sowie die „Mobilität als nächs-tes großes Ding“ ( Sascha Pal-

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Coverinterview dSPACE


INTERVIEW mit Mar t in Goetzeler, CEO von dSPACE

Komplexität bewältigen: Der neue WegdSPACE hat in den vergangenen zwei Jahren einen erstaunlichen Wandel vollzogen. Im Interview erläutert CEO Martin Goetzeler, wie das Unternehmen seine Kunden durch den konsequenten Ausbau der Software-Kompetenz nun mit End-to-End-Lösungen bei Simulations- und Validierungsaufgaben unterstützt und einen entscheidenden Beitrag dazu liefert, die steigende Komplexität zu beherrschen. Das Interview führte Alfred Vollmer

Herr Goetzeler, wie entwickeln sich die Geschäfte – 2019 und jetzt?

Martin Goetzeler: 2019 war ein solides Jahr für dSPACE. Wir sind im Umsatz weltweit um 11 Prozent gewachsen. Deshalb konnten wir unsere Zukunftsaufwendungen erhöhen. Wir haben uns orga-nisch verstärkt, aber auch in Technologie und M&A investiert. Allein in den letzten beiden Jahren haben wir unser Team um zirka 400 Mitarbeiter auf jetzt insgesamt 1800 erweitert; davon sind über 1400 Ingenieure und Informatiker. Für das laufende Jahr sind die Auswirkungen der Pandemie derzeit noch nicht abseh-bar. Wir sehen Zurückhaltung bei unseren Kunden, Kosten und Projekte stehen auf dem Prüfstand. Das gilt es weiter zu beob-achten. Jedoch gibt es auch viele wichtige Produkt-Launches, die es erfolgreich einzuführen gilt. Um unsere Kunden dabei optimal zu unterstützen, begleiten wir sie eng bei der Umsetzung, sind lieferfähig und arbeiten konsequent an der Weiterentwicklung unseres Portfolios. Dafür haben wir die Mittel und den Willen.

Wie gelingt es dSPACE, den Betrieb in Zeiten der Pandemie aufrecht

zu erhalten?

Martin Goetzeler: Eine wesentliche Maßnahme war die umgehende Einführung von mobilem Arbeiten. Über 80 % der Belegschaft befanden sich zwischenzeitlich im Home-Office. Mitarbeiter-Kommunikation mit einem regelmäßigen Update zu den Entwick-lungen im Unternehmen ist sehr wichtig, denn wir bewerten die Gesamtsituation kontinuierlich neu. Aktuell befinden wir uns auf dem Weg, viele neue Chancen der neuen Arbeitsrealität zu nutzen.

Wie stellen Sie sich auf die aktuellen technischen Umwälzungen ein?

Martin Goetzeler: Mobilitätstrends wie Connectivity, autonomes Fahren oder neue Mobilitätsdienstleistungen haben natürlich signifikante Auswirkungen auf die Entwicklung und die Absi-cherung. Software ist die Schlüsselkomponente im digitalisierten und intelligenten Fahrzeug. Fahrzeuge sind Mobile Devices auf Rädern. Das bedeutet nicht nur, die im IT-Bereich üblichen agi-len Entwicklungsmethoden anzuwenden, sondern auch die datengetriebene Entwicklung und Absicherung der KI-basierten Funktionen eines autonomen Fahrzeugs. Hinzu kommen umfas-sende Kompetenzen im Cloud Computing, um mit den Daten-mengen umzugehen. Die meisten Unternehmen haben zur Bewäl-tigung dieser Herausforderungen eigene Bereiche oder gar neue Gesellschaften mit einer eigenen Kultur gegründet.

Aber auch andere Mobilitätstrends erfordern ein Umdenken. So basiert die Elektromobilität auf einem neuen Ökosystem, denn

es geht nicht nur um neue Fahrzeugtechnik wie Batterie oder Leistungselektronik. Vielmehr sind auch die Infrastruktur, die Informationssysteme sowie der Service und die Wartung neu zu definieren. Auch wenn die Elektrifizierung des Antriebsstrangs auf bekannten Methoden, insbesondere der modellbasierten Entwicklung, aufsetzt, müssen die Bausteine im Ökosystem über Software integriert, entwickelt und getestet werden.

Die größte Herausforderung in allen Trends ist, die Komplexi-tät beherrschbar zu machen und dabei neue Wege zu gehen. Dazu wird dSPACE seinen Beitrag leisten.

Wie sieht dieser Beitrag von dSPACE aus?

Martin Goetzeler: Wir haben unsere Strategie vor dem Hintergrund der Herausforderungen und Komplexität hinterfragt. Das Ergeb-nis: eine neue dSPACE. Wir bieten unseren Kunden heute eine ganzheitliche Absicherungslösung – mit der richtigen Archi-tektur für die modell- und datenbasierte Entwicklung, mit Soft-ware- und Hardware-Simulationen und durch unsere integ-rierte, skalierbare Toolkette. Mit dieser End-to-End-Lösung ermöglichen wir den Kunden effiziente Prozesse und Struktu-ren, kurze Time-to-Market und optimale Kosten. Daran haben wir die vergangenen zwei Jahre gearbeitet, mussten uns zum Teil neu erfinden.

Dabei sind unsere Stärken im Prototyping, im Hardware-in-the-Loop-Testing und in der Embedded-Software-Entwicklung oder bei Bussen – hier arbeiten wir seit vielen Jahren mit Leitkun-den an Innovationsprojekten – eine wichtige Basis. Auch unsere Software-in-the-Loop-Lösungen sind essenzielle Bausteine für die End-to-End-Lösung. Aber es gab noch weiße Flecken.

So haben wir unsere Kompetenzen im Bereich Software-Simu-lation, Cloud Computing und KI massiv verstärkt. Der Kompe-tenz-Aufbau bei KI hat für uns zwei Dimensionen. Zum einen machen wir unsere Tools fit, damit sie mit den Anforderungen der neuronalen Netze unserer Kunden optimal umgehen können. Zum anderen hilft uns KI, effizienter zu werden – hochautoma-tisierte Annotation wird zum Beispiel durch künstliche Intelligenz erst möglich.

Die Software-Aktivitäten haben wir nun in einer eigenen Geschäftseinheit gebündelt. Darin integrieren wir die daten-getriebenen Simulations- und Absicherungslösungen genauso wie unsere Kompetenzen im Bereich Software-Codierung, Testautomatisierung und Datenmanagement. So sprechen wir die Sprache vieler neuer Ansprechpartner bei unseren Kunden

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AUTOMOBIL ELEKTRONIK 06/2020 17www.all-electronics.de

Die größte Herausforderung in allen Trends ist, die Kom-

plexität beherrschbar zu machen und dabei neue Wege zu gehen. Dazu wird dSPACE

seinen Beitrag leisten.Martin Goetzeler, dSPACE

und können flexibel und schnell auf ihre Bedürfnisse reagieren. Auch stellen wir sicher, dass wir mit agilen Entwicklungsme-thoden und kompetenzübergreifenden Teams unsere Kunden optimal unterstützen können. Damit sind wir heute kompeten-ter Partner für die gesamte Software-Entwicklung im Fahrzeug.

Bei der Neuausrichtung des Unternehmens ist mir eines wich-tig: Unser angestammtes Geschäft mit Testlösungen und unser Software-Geschäft sind beide für sich und im Zusammenspiel von zentraler Bedeutung. Wir stär-ken beide Bereiche, um so die Kom-plexität zu bewältigen.

Was heißt das konkret für die Anwen-

der?

Martin Goetzeler: Unser End-to-End-Lösungsangebot in den verschie-denen Anwendungen bis hin zur Elektromobilität und dem autono-men Fahren deckt die Breite der Simulation und Validierung ab. Dieses ganzheitliche Verständnis schätzen unsere Kunden, denn es beschleunigt ihre Prozesse und senkt Kosten. Zudem kann der Kunde jederzeit eigene Tools in unsere Lösungen integrieren. Auch sind wir bereit, mit dem Kunden zu investieren, und mit dSPACE Consulting haben wir eine eigene Einheit gegründet, die Kunden bei der Entwicklung und Umsetzung ihrer Teststra-tegien bis hin zur Homologation berät – auch in Zusammenarbeit mit den technischen Diensten wie dem TÜV.

Wie schafft es dSPACE, wirklich die komplette Lösungskette zu

bearbeiten?

Martin Goetzeler:Natürlich können wir nicht die komplette Band-breite ganz alleine abdecken. Deshalb prüfen wir regelmäßig Zukäufe, um technologische Lücken zu schließen. Und wir arbei-ten heute mit immer mehr Partnern zusammen. Dabei kann es um technologische, Infrastruktur- oder Implementierungsaufga-ben gehen. Bei technologischen Themen wie Sensoren oder Soft-

ware-Tools sind das unter anderem Partner wie NXP Semiconductor, Intempora, BTC oder MES. Die Zusammenarbeit betrifft hier die datengetriebene Entwicklung oder die Code-Generierung. Ähnliche Ansätze verfolgen wir bei Cloud Computing oder im Engineering. Dadurch können wir je nach Kun-den spezifische Lösungs- und Leis-tungsangebote unterstützen.

Nehmen Sie aktuell wahr, dass Hersteller Entwicklungsbudgets

neu bewerten?

Martin Goetzeler: Wir sehen, dass einige Hersteller und Zulieferer ihre Entwicklungsprojekte beim autonomen Fahren fokussieren, während andere mit fast unveränderter Geschwindigkeit ihre Roadmaps umsetzen. Sicherheits- und komfortgetriebene Assis-tenzfunktionen, basierend auf Software- und Sensor-Technolo-gie, werden in beiden Fällen unverändert vorangetrieben.

Martin Goetzeler (im – Corona-bedingt per Videokonferenz abgehaltenen – Interview mit AUTOMOBIL-ELEKTRONIK-Chefredakteur Alfred Vollmer): „Soft-ware ist die Schlüsselkomponente im intelligenten Fahrzeug. Das bedeutet nicht nur, die im IT-Bereich üblichen agilen Entwicklungsmethoden anzuwen-den, sondern auch die datengetriebene Entwicklung und Absicherung der KI-basierten Funktionen eines autonomen Fahrzeugs.“




Auch bei der Elektrifizierung ist das Entwicklungstempo unver-mindert hoch. In China sehen wir schon wieder ganz konkret, dass sich die Auftragssituation verbessert. Unverändert spielen hier Lösungen zum Test von Batteriemanagement-Systemen (BMS) eine große Rolle. Speziell Hersteller von Trucks und Bus-sen fragen verstärkt auch nach HIL-Testsystemen für die Brenn-stoffzellen-Technologie. Selbst aus den USA erhalten wir trotz Corona weiterhin Anfragen und Bestellungen. Gefragt sind dort Testlösungen für Batteriemanagement-Systeme, komplexe Motor-modelle oder Hochvolt-Motor-Emulatoren.

Welche Bedeutung hat die Elektromobilität für dSPACE?

Martin Goetzeler: Elektromobilität ist für uns kein neues Thema, aber auch hier handelt es sich um komplexe Herausforderungen.

Aktuelle Schwerpunkte sind für uns Leistungselektronik und Lade-Infrastruktur. Die On-Board-Charger in den Fahrzeugen müssen mit der weltweiten Vielfalt unterschiedlicher Ladeinfra-struktur kompatibel sein. Leistungselektronik wird aus Effizi-enzgründen bei immer höheren Schaltfrequenzen betrieben, folglich müssen wir auch unsere Simulationsmodelle schneller machen.

Wie unterstützen Sie dabei konkret?

Martin Goetzeler: Mit unserer neuen Smart Charging Solution tes-ten unsere Kunden On-Board-Charger für alle relevanten Lade-standards. Auf Wunsch kombinieren wir das mit echter Leis-tungselektronik. Damit bilden wir die vielen unterschiedlichen Ladesäulen nach. Im Bereich der Motoren oder der Leistungs-elektronik simulieren wir mit unseren Modellansätzen hochge-nau und schnell auf leistungsfähigen FPGAs. Eine große Nach-frage erleben wir auch bei unseren Batterie- und Motor-Emula-toren. Wir setzen hier patentierte Hochvolt-Systeme zur präzisen Nachbildung der Spannungen und Ströme ein. Damit kann die Leistungselektronik mit voller elektrischer Leistung getestet werden. Und der Kunde profitiert von der Durchgängigkeit beim Testen – von der Signal- über die Leistungsebene bis hin zu hochdynamischen mechatronischen Prüfständen.

Auch bei der Elektromobilität leisten wir mit der skalierbaren End-to-End-Lösung einen wichtigen Beitrag zur Beherrschung

der Komplexität des Zusammenspiels von Elektromotoren, Bat-teriemanagement, Leistungselektronik und Ladeinfrastruktur. Bei dieser Aufgabe unterstützen wir unsere Kunden weltweit und tragen damit maßgeblich zu ihrer Entwicklungsproduktivität bei.

Wie überzeugt sind Sie, dass autonomes Fahren funktioniert?

Martin Goetzeler: Das autonome Fahren revolutioniert die gesamte Welt der Mobilität – egal ob im Individualverkehr oder bei ser-viceorientierten Mobilitätskonzepten oder im Nutzfahrzeugbe-reich. Natürlich sind wir bei dSPACE davon überzeugt, dass autonomes Fahren funktioniert. Wichtig ist aus meiner Sicht stets die Frage, für welche Use Cases sich ein Business Case darstellen lässt und wie lang die Zeitleiste ist. Meine Wahrnehmung ist, dass viele Hersteller die Entwicklung im Robotaxi- und Pkw-

Bereich weiter vorantreiben, wenn auch durch die Pande-mie teilweise verzögert. Auch Anwendungen im Nutzfahr-zeugbereich sind wirtschaft-lich attraktiv – zum Beispiel für den Einsatz auf Baustellen oder in anderen abgegrenzten Bereichen. Ein wesentlicher Erfolgsfaktor bei der Einfüh-rung von Level-3, -4- und per-spektivisch Level-5-Systemen ist die Absicherung und Homologation. Denn genauso wichtig wie die Frage, ob es uns aus rein technischer Sicht gelingt, Autos autonom und

sicher fahren zu lassen, ist die Frage, wie man die Entwicklungs-ketten und Prozesse so aufbaut, dass die Fahrzeuge am Ende auch für die Straße zugelassen werden.

Wo sehen Sie die großen technischen Herausforderungen, und wie

unterstützen Sie die Bewältigung dieser Herausforderungen?

Martin Goetzeler: Die große Herausforderung besteht darin, die Komplexität des Gesamtsystems beherrschbar zu machen. Dazu ist eine robuste Architektur mit Hard- und Software-Kompo-nenten erforderlich. Alle Entwicklungsschritte müssen aufein-ander abgestimmt und in einen durchgängigen Prozess gegossen werden, so dass sowohl die Einzelkomponenten als auch das Gesamtsystem absicherbar werden. Bei dSPACE haben wir das gemacht, indem wir jeden Schritt mit einer Lösungskomponen-te hinterlegt haben. Wir bieten Tools für das Einfahren der Daten, zur Speicherung in Datencentern, über die Datenannotation bis hin zu Simulations- und Re-Simulationssystemen an. Dabei schließen wir die Lücke von der Annotation der Daten zur Simu-lation mit einem Service zur Generierung von Simulationssze-narien aus Messdaten, um die reale Fahrsituation in die Simula-tion zu überführen. Sind die Szenarien virtualisiert, können wir mit szenariobasiertem Testen die Situation aus der Realität immer und immer wieder in vielen unterschiedlichen Varianten simu-lieren und so eine immense Testabdeckung erzeugen. Dabei unterstützt das gerade erfolgreich gelaunchte Autera-System

Wir bieten durchgängige Lösungen an, mit denen wir den Verkehr und das Auto mit all seinen Sensoren

sowohl in einer rein software-basierten Simulation als auch in der Hardware-Simulation testen können

– und zwar für alle Sensortypen.Martin Goetzeler, dSPACE




InterviewerDipl.-Ing. Alfred VollmerChefredakteur AUTOMOBIL-ELEKTRONIK

beim Einfahren der Daten und beim Re-Simulieren.

Was heißt das für die Entwicklungspraxis?

Martin Goetzeler: Die Sensorsimulation ist ein gutes Beispiel aus der Praxis: Ein Fahr-zeug muss in einer definierten Umgebung, zum Beispiel im Kreuzungsverkehr, abge-testet werden – und zwar mit vielen Para-metern: Verkehrsteilnehmer, Geschwin-digkeit, Wetter etc. Das kann man in der realen Welt nicht leisten, weil die Vielzahl der abzutestenden Situationen sich dort nicht reproduzierbar darstellen lässt. In der Simulation geht das.

Wir bieten durchgängige Lösungen an, mit denen wir den Verkehr und das Auto mit all seinen Sensoren sowohl in einer rein software-basierten Simulation als auch in der Hardware-Simulation testen können – und zwar für alle Sen-sortypen: von der Kamera über Radar- und Lidar- bis hin zum Ultraschallsen-sor.

In unseren Kundenprojekten arbeiten wir sehr eng mit den Sensorherstellern und Sensorspezialisten zusammen, um nicht nur die Physik realitätsnah abzubilden, sondern auch die Algorithmen beziehungsweise die reale Hardware der Hersteller in den Testaufbau integrieren zu können. Denn nur beides – die möglichst genaue Darstellung der Physik und die Integration der Signalverarbeitung – ermöglicht Testsysteme, die auch belastba-re Ergebnisse erzielen können.

Das ist für mich ein schönes Beispiel, wie die Erfahrungen von dSPACE im Bereich Algorithmik mit unserem Simulations- und Software-Know-how auf der einen Seite und der Hardware auf der anderen Seite Hand in Hand gehen.

Wie konnten Sie das AD-Know-how in so kurzer Zeit aufbauen?

Martin Goetzeler: Vor allem organisch durch den Auf- und Umbau unseres Teams, aber wir haben auch zugekauft. Zur Stärkung des Portfolios haben wir das Start-up understand.ai, kurz UAI, erworben. Durch die Akquisition konnten wir mehrere Ziele erreichen: Erstens die Komplettierung unseres Lösungsange-botes für das autonome Fahren durch das direkte Schließen der Lücke zwischen Datenaufzeichnung und Simulation. Mit der Software von UAI werden die eingefahrenen Daten hochauto-matisiert und kostenoptimal annotiert. Durch das so genannte Labeling werden die Daten erst nutzbar, um Algorithmen zu trainieren und zu validieren.

Mit unserer automatisierten Generierung von Szenarien kön-nen wir dann Verkehrssituationen mit veränderten Parametern beliebig oft in unserer Simulationswelt nachspielen. Zweitens haben wir mit der Akquisition unsere KI- und Cloud-Kompetenz gestärkt und Möglichkeiten zur agilen Weiterentwicklung unse-rer Unternehmenskultur geschaffen.

Zurück zur Sensorik: Warum hat sich dSPACE

im Bereich Radar verstärkt?

Martin Goetzeler: Radar ist eine Schlüssel-technologie für ADAS- und AD-Funkti-onen. Deshalb haben wir Anfang 2019 unser Portfolio durch eine enge Partner-schaft mit den Radarspezialisten ITS und miro·sys erweitert. Das bestehende DARTS-Angebot entwickeln wir konse-quent weiter. Erst vor Kurzem haben wir zwei Produkte für den Test automotiver Radarsensoren mehrzielfähig gemacht. Damit lassen sich jetzt mit nur einem Gerät mehrere unabhängige Radarechos durch intelligente Software gleichzeitig simulie-ren. Das kam im Markt sehr gut an.

Wie erfahren Sie frühzeitig über Neues im

Bereich der Sensorentwicklung?

Martin Goetzeler: Durch direkte Kooperation mit Chipherstellern. Mit einem führenden Hersteller entwickeln wir in einem Pilot-projekt einen Zielsimulator mit 5 GHz Bandbreite für neue hochauflösende Radar-generationen. Und mit Uhnder arbeiten wir eng zusammen, um die Entwicklung ihrer 4D-Radar-Chips voranzutreiben. Bei

Radar-Testlösungen wollen wir unseren Innovationsvorsprung ausbauen – schließlich werden die Lösungen in der gesamten Wertschöpfungskette bis hin zum Werkstattbereich eingesetzt. Übrigens arbeiten wir parallel am Aufbau von Lidar-Know-how, um unser Over-the-Air-Test-Portfolio neben Radar, Kamera und Ultraschall auch auf Lidar ausdehnen zu können.Es ist aber noch etwas zu früh, über die konkreten Ergebnisse zu reden.

Wie geht es bei dSPACE weiter?

Martin Goetzeler: Meine wichtigste Aufgabe ist es, dSPACE gestärkt aus der Krise herauszuführen. Um nachhaltig die enge Partner-schaft mit unseren Kunden fortzusetzen, treiben wir mit unserem ganzen Team die Anwendung neuester IT-Technologien, den Ausbau unserer Kooperationen, unsere Simulationskompetenz und unsere End-to-End-Lösungen für die verschiedenen Domä-nen konsequent voran – und das immer mit dem Ziel, Komple-xität agil zu beherrschen und den Mehrwert für den Kunden zu erhöhen. n

Auch bei der Elektro-mobilität leisten wir mit der skalierbaren End-to-End-Lösung

einen wichtigen Beitrag zur Beherrschung der

Komplexität. Martin Goetzeler, dSPACE

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Video: AD bei dSPACEWie dSPACE die Entwicklung des autonomen Fahrens unterstützt, zeigt ein kurzes Video, auf das Sie direkt aus dem E-Paper dieser Ausgabe auf all-electronics.de sowie aus der all-electronics-App heraus Zugriff haben.



ADAS + AD MQTT

Connected Car PlatformMQTT als Enabler des vernetzten Fahrens

Der digitale Wandel und das Internet der Dinge (IoT) spielen in der Automobilindustrie eine immer größere Rolle. Insbesondere Konnektivität und Digitalisierung stellen hierbei den wich-tigsten Trend dar. IoT-Technologie wie MQTT soll die Unternehmen dabei unterstützen, ihre Anwendungen zu implementieren. Autor: Dominik Obermaier

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ADAS + AD MQTT


Zu den zukunftsweisenden Anwendungen, welche der Automobilindustrie auch dabei helfen sollen neue Geschäftsfelder zu erschließen, gehören unter anderem

effiziente Flottenmanagement-Software, Car- und Ride-Sharing-Services, vorausschauende Wartung zur Verlängerung der Lebens-dauer eines Autos, verbessertes Nutzererlebnis im Auto sowie ADAS und autonomes Fahren.

Schnelligkeit und ZuverlässigkeitAutofahrer schätzen schon heute ein fortschrittliches, vernetztes Autoerlebnis. Das Konzept Connected-Car bietet ihnen Vorteile, wie etwa mehr Sicherheit, intuitivere sowie reaktionsschnellere Human-Machine-Interfaces (HMI) und eine vorausschauende Wartung. Angetrieben durch die täglichen Interaktionen des Nutzers mit dem Smartphone und Web, ist ein schnelles und reaktionsfähiges Anwendererlebnis Grundvoraussetzung. Das Entriegeln einer Autotür mithilfe einer App darf daher nur weni-ge Sekunden dauern. Und während der gesamten Fahrt erwartet der Anwender, dass Befehle an den Carsharing-Dienst oder an das Auto selbst, extrem schnell und zuverlässig ausgeführt wer-den – unabhängig vom Standort des Nutzers oder von der Nach-frage in Spitzenlastzeiten.

Einen hohen Stellenwert hat die Sicherheit – sowohl beim Kunden als auch beim Automobilhersteller. Für sicherheitskriti-sche Funktionen, wie sie beispielsweise beim autonomen Fahren vorhanden sind, setzen Hersteller und staatliche Regulierungs-behörden ein konsistentes und zuverlässiges Nutzererlebnis zwingend voraus. Schnelligkeit und Zuverlässigkeit sind demnach für alle Connected-Car-Services unabdingbar.

Plattform für vernetzte FahrzeugeEine Connected-Car-Plattform bezeichnet die Software-Infra-struktur, die jeden neuen Connected-Car-Service unterstützt. Sie umfasst die erforderliche Softwaretechnologie, die Fahrzeu-ge mit der Cloud verbindet, Daten und Ereignisse zwischen Fahrzeug und Cloud überträgt und die Telematikdaten in beste-hende Back-End-IT-Systeme des OEMs oder eines Supply-Chain-Partners integriert. Die Entwicklung einer Connected-Car-Platt-form stellt eine architektonische Herausforderung dar, die sich durch die ständige Bewegung der Fahrzeuge sowie die hohe

Das IoT wird für die Automobilindustrie eine immer wichtigere Tech-nologie. Um Anwendungen aber auch richtig implementieren und steuern zu können, sind leistungsfähige Plattformen mit neuen Archi-tekturen für das vernetzte Fahren erforderlich. Mit MQTT hat Hivemq ein IoT-Standard-Protokoll entwickelt, das einen neuen Publish/Subscribe-Architekturstil für Connected-Car-Plattformen einführt.

Eck-DATEN

Anzahl an gleichzeitig verbundenen Geräten ergibt. Eine unzu-verlässige Netzwerkkonnektivität, die Netzwerklatenz, die sofor-tige bidirektionale Datenübermittlung, die Skalierbarkeit für Millionen gleichzeitig verbundener Fahrzeuge, die Sicherheit und die Integration in Unternehmenssysteme sind sechs Aspekte die es besonders zu berücksichtigen gilt.

Über Mobilfunknetz verbundene Fahrzeuge können sich durch Funklöcher bewegen, was die Verbindung zwischen dem Auto und der Cloud unterbricht. Durch die Wiederverbindung des Fahrzeugs mit der Cloud gehen Nachrichten verloren, und es entstehen langsame Reaktionszeiten. Ähnlich wie bei Funklö-chern können auch Netzwerkgeschwindigkeit und -latenz zu einem inkonsistenten Datenfluss zwischen Fahrzeug und Cloud führen. Für ein reaktionsschnelles und zuverlässiges Nutzerer-lebnis sollten die Auswirkungen der Netzwerklatenz daher mini-mimal sein. Außerdem müssen sich Daten vom Auto in die Cloud und umgekehrt bewegen lassen. Die Herausforderung dieser bidirektionalen Kommunikation ist, dass sich das Senden von Informationen entweder vom Fahrzeug oder von der Cloud ini-tiieren lässt. Traditionelle Client-Request/Response-Architektu-ren sind deshalb nicht für Connected-Car-Plattformen, die mit Millionen von Fahrzeugen zeitgleich kommunizieren, geeignet. Darüber hinaus muss die Cloud-Plattform Millionen von gleich-zeitigen Verbindungen zuverlässig aufzunehmen, um das Nut-zererlebnis auch in Spitzenlastzeiten nicht zu trüben. Für die Sicherheit gilt, dass sich ein vernetztes Fahrzeug in einer ver-trauenswürdigen Umgebung betreiben lassen muss, damit Hacker keine Kontrolle über das Fahrzeug erlangen können. Abschlie-ßend müssen die IoT-Daten der vernetzten Fahrzeuge noch in die IT-Systeme der Automobilhersteller und Partner in der Lie-

Der MQTT-Broker puffert die Daten während der gesam-ten Zeit, in der das Auto offline ist, und liefert diese sofort, sobald das Fahrzeug wieder online ist.Bil

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ADAS + AD MQTT


ferkette integriert werden. Diese Systeme sind entweder speziell entwickelte oder proprietäre Anbieterlösungen mit bidirektio-nalem Informationsfluss zwischen dem Fahrzeug und dem IT-System. Die Integration muss also die bidirektionale Datenüber-tragung unterstützen.

Neue ArchitekturenUm die Herausforderungen beim Bau einer Plattform für ver-netzte Fahrzeuge zu bewältigen, ist eine neue Art von Architek-tur notwendig, da bestehende Webtechnologien ungeeignet für unzuverlässige Netzwerke und bidirektionale Datenübertragung sind. Das Architekturmuster, das eine SMS mit einer URL zur Initiierung einer HTTP-Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Cloud versendet, schafft keine zuverlässige User-Experience und führt zu einer langsamen Leistung.

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) ist ein IoT-Standard Protokoll, das einen neuen Publish/Subscribe-Archi-tekturstil für Connected-Car-Plattformen einführt. Basierend auf MQTT implementiert die Hivemq-MQTT-Plattform-Lösung die Architekturmerkmale, die für den Aufbau und die Bereitstel-lung einer skalierbaren, zuverlässigen und sicheren Connected-Car-Plattform erforderlich sind.

Wesentliche ArchitekturmerkmaleMit der Publish/Subscribe-Architektur von MQTT ist es möglich, jedes Fahrzeug von anderen Fahrzeugen sowie von Backend-Diensten zu entkoppeln und eine persistente, ständig aktive Push-Verbindung zur Cloud zu schaffen. Wenn eine Netzwerk-verbindung verfügbar ist, sendet das Auto Daten an den MQTT-Broker (publish) und empfängt die abonnierten Daten vom selben Broker nahezu in Echtzeit (subscribe). Der MQTT-Broker puffert die Daten während der gesamten Zeit, in der das Auto offline ist, und liefert diese sofort, sobald das Fahrzeug wieder online ist.

Hivemq implementiert die drei MQTT Quality of Service (QoS) Levels für die Nachrichtenzustellung. QoS in MQTT ist eine Vereinbarung zwischen dem Sender und dem Empfänger einer

Nachricht, die die Zustellgarantie für eine bestimmte Nachricht definiert. Auf diese Weise lassen sich zuverlässige Connected-Car-Services entwickeln. Dabei sind die Aufbewahrung von Nachrichten und Offline-Message-Queuing unterstützt, was für Netzwerklatenzen und unzuverlässige Mobilfunknetze von wesentlicher Bedeutung ist.

Autos, die mithilfe integrierter MQTT-Clients kommunizieren, sind selbst nicht über das Internet adressierbar. Der MQTT-Client, der auf jedem Fahrzeug läuft, ist für die Einrichtung einer siche-ren, dauerhaften TCP-Verbindung unter Verwendung von TLS mit dem MQTT-Broker in der Cloud verantwortlich. Dies bedeu-tet, dass kein öffentlicher Internet-Endpunkt im Fahrzeug offen-gelegt ist. So kann sich niemand direkt mit dem Fahrzeug ver-binden, was einen Hackerangriff auf ein Auto praktisch unmög-lich macht. Zudem unterstützt Hivemq Industrie-Sicherheitsstan-dards wie TLS und stellt damit sicher, dass die Kommunikation vom Fahrzeug zur Cloud verschlüsselt ist.

Die MQTT-Broker-Architektur erlaubt elastische Skalierbarkeit und Auto-Heal. Bei der Vernetzung von Millionen Fahrzeugen lässt sich damit die Anzahl der Cluster-Knoten automatisch erhö-hen und verringern. Diese masterlose Cluster-Architektur ermög-licht es, Geräteverbindungen über alle Cluster-Knoten zu vertei-len. Der Benutzer bemerkt keine Veränderung des Nutzererlebnis beim Starten oder Stoppen von Knoten, da das Auto seine Sitzung auf jedem der verbleibenden Cluster-Knoten fortsetzen kann. Zudem lässt sich Hivemq nahtlos mit allen wichtigen Load Balan-cern integrieren.Hivemq bietet eine offene API und ein Extension-Framework, mit dem sich Telemetriedaten in bestehende Unter-nehmens-IT-Systeme integrieren lassen. Dadurch lassen sich benutzerdefinierte Erweiterungen entwickeln , die eine bidirek-tionale Datenübertragung zwischen bereits bestehenden internen oder kommerziellen Systemen, dem MQTT-Broker sowie einem Fahrzeug ermöglichen. Das Extension-Framework lässt sich auch für die Integration von Enterprise -Security-Systemen verwenden, um so beispielsweise Berechtigungsrichtlinien für die Kommu-nikation zwischen dem Auto und der Cloud einzurichten.

Autos, die mithilfe in-tegrierter MQTT-Cli-ents kommunizieren, sind selbst nicht über das Internet adres-sierbar.

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Autor Dominik Obermaier CTO bei Hive-MQ

Plattform-BereitstellungEine Connected-Car-Plattform wird normalerweise auf einer privaten oder öffentlichen Cloud-Plattform bereitgestellt. Fol-gende Aspekte sind beim Betrieb einer Connected-Car-Plattform zu berücksichtigen:

Wenn ein Fahrzeug auf Nachrichten nicht mehr reagiert oder fehlerhafte Nachrichten überträgt, muss es eine Möglichkeit geben, die Interaktion zwischen einem bestimmten Auto und der Cloud-Plattform aus der Ferne zu debuggen und Fehler zu beheben.

Zweitens gilt es zu beachten, dass vernetzte Fahrzeuge in verschiedenen Ländern fahren könne und eventuell auch Lan-desgrenzen überqueren. In einem anderen Land gelten mög-licherweise geänderte Datenschutzbestimmungen. Viele OEMs und Dienstleister möchten aber die Kontrolle über die von einem vernetzten Fahrzeug erzeugten Daten behalten. Der letzte Aspekt ist die Lebensdauer eines Fahrzeugs, die 15 bis 20 Jah-re betragen kann. Daher muss die Kontrolle über die APIs zwischen dem Fahrzeug und der Cloud-Plattform stets synchron und konsistent bleiben.

Viele dieser Probleme lassen sich durch Systemverwaltungs- und Management-Tools sowie eine flexible Architektur lösen.

Mit dem Hivemq-Control-Center können Administratoren beispielsweise eine Flotte von vernetzter Fahrzeuge überwachen. Ein Dashboard bietet dem Operationsteam einen vollständigen Echtzeit-Überblick über das Broker-Cluster und den allgemei-nen Systemzustand. Administratoren können das Kontrollzen-trum zur Überwachung von Echtzeitdaten zwischen dem Fahr-zeug und der Cloud-Plattform verwenden. Administratoren können ebenfalls den Status jedes Fahrzeugs abfragen, die Verbindung zu einem Fahrzeug aus der Ferne trennen und die MQTT-Subscriptions für ein Fahrzeug zurücksetzen.

Für das Remote-Debugging kann Hivemq Trace-Aufzeich-nungen initiieren, die die Interaktion zwischen einem Fahrzeug und der Cloud-Plattform zeigen. Auf diese Weise können Admi-nistratoren Probleme oder Engpässe im System identifizieren und beheben.

Hivemq verfolgt eine Multi-Cloud-Strategie, um flexible Ein-satzoptionen zu bieten. Dies ist besonders wichtig für Unter-nehmen, die die Kontrolle über Datenverarbeitung und Daten-speicherung haben müssen. Die Bereitstellung kann auf öffent-lichen Cloud-Services (AWS, Microsoft Azure und GCP), bei privaten cloud-native Orchestrierungsplattformen (OpenShift, DC/OS oder Kubernetes) und On-Premise (Linux, Windows und OS X) erfolgen.

Die MQTT-Spezifikation ist ein OASIS- und ISO IoT-Stan-dard. Die Einhaltung eines solchen Standards soll sicherstellen, dass die Schnittstelle zwischen einem Fahrzeug und der Cloud keine Lösung eines Einzelanbieters ist. Dies ist besonders wich-tig für Fahrzeuge mit einer Lebensdauer von 15 bis 20 Jahren. (aok)

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ADAS + AD Test & Vaidierung


Autonomes Fahren absichernOptimierung von Fahrassistenzsystemen (ADAS) per Testautomatisierung mit Edscene

Voraussetzung für das autonome Fahren sind diverse High-Tech-Fahrerassistenzsysteme. EDAG hat nun ein System zur effizienten Funktionsabsicherung von Fahrerassistenzsystemen ent-wickelt. Autor: Dennis Andreas Martin

sichtlich Akzeptanz durch Nutzer als auch entsprechend den bestmöglichen Sicherheitsvorkehrungen zu gestalten.

Herausforderungen ADAS/ADDie technische Adaption dieser Analogie subsumiert eine Wirk-kette von Umfelderfassung und -wahrnehmung bis zur Situati-onsanalyse und -interpretation. Sie zielt auf die sukzessive Erhö-hung automatisierter Längs- und Querführung am Ende dieser Wirkkette ab. Herzstück und gleichzeitig signifikante Heraus-forderung besteht in der ganzheitlichen, auf mehreren Daten-quellen beruhenden Kreierung eines Umfeldmodells, in dem sich das Fahrzeug sowohl bewegen, als auch selbst positionieren kann.

Zum Einen gilt es, fahrzeuginterne Datenquellen aus passiven und aktiven Sensoren mit fahrzeugexternen Datenquellen aus Karten- und Positionierungsinstanzen zu fusionieren, um ein redundantes, gleichzeitig aus verschiedenen Quellen resultie-rendes Umfeldmodell sowie die Eigenpositionierung des Fahr-zeugs hierin zu realisieren. Zum Anderen ergibt sich aufgrund physikalischer Gegebenheiten eine ausgeprägte Korrelation der

Edscene dient zur direkten Funktionsabsicherung von Fahrerassistenz-systemen. Das System liefert die hierfür erforderliche Messgenauigkeit und reproduzierbare Ergebnisse. Prüfabläufe lassen sich damit auto-matisiert durchführen.

Eck-DATEN

Mobilität stellt als Mittel zur Distanzüberwindung die Erfüllung eines menschlichen Grundbedürfnisses dar: die ortsunabhängige soziale Interaktion zwi-

schen Menschen. Durch die Automatisierung des Fahrbetriebs wird der Nutzerkreis von als fahrtauglich definierten Teilneh-mern des Individualverkehrs auf einen Personenkreis erweitert, dem die Teilnahme bisher aufgrund gesetzlicher sowie gesund-heitlicher Restriktionen nicht oder lediglich eingeschränkt mög-lich war. Die Umsetzung eines automatisierten Fahrbetriebs erfolgt in Analogie zum menschlichen Verhalten nach dem Prin-zip Sehen–Verstehen–Handeln, um den Fahrbetrieb sowohl hin-

Bild 1: Schematische Visualisierung eines Einparkvorgangs

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fahrzeuginternen Sensoren mit externen Umwelteinflüssen hin-sichtlich Sensorverfügbarkeit. Bei aller Quantität der redundant vorhandenen Umfeldinformationen bedarf es qualitativ hoch-wertiger Sensordaten.

Status Quo der realen Funktionsabsicherung bei der ObjekterkennungHieraus ergeben sich technische Anforderungen an die Integra-tion der Sensoren in das Gesamtfahrzeug, um adäquate Funk-tionalität und Verlässlichkeit zu gewährleisten. Dies gilt insbe-sondere hinsichtlich Objekterkennung sowie darauf basierender Kundenfunktion. Wie lassen sich diese relevanten Aspekte ent-wicklungsbegleitend testen, evaluieren und Rückschlüsse auf die funktionale Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems ziehen?

Der Status Quo wird am speziellen Beispiel von ultraschallba-sierten Sensorsystemen und darauf basierender Kundenfunkti-onen skizziert. Als Referenz dient ein Einparkmanöver vorwärts mit dem Egofahrzeug. Dieses ist mit Ultraschallsensoren sowie der Funktionalität PDC (Park-Distance-Control) als Einparkhil-fe ausgestattet. Der Testablauf umfasst zwei sequenzielle, manu-ell durchgeführte Prüfschritte: die Objekterkennung gemäß aus-gelegtem Erfassungsbereich der Sensoren sowie die PDC-Funk-tionalität auf Basis der erkannten Objekte.

nierung des Hindernisses in der realen Welt verglichen werden. Der zweite Datensatz umfasst die von der ECU an die Aktuatoren (zum Beispiel Head-Unit und Audiosystem) gesendeten Anfor-derungen zur Ausgabe von Dauer-/Intervallton und Visualisierung der Distanzwerte, die im Vergleich zum gemessenen Distanzwert sowie den spezifizierten Schwellwerten des Systems vorliegen.

Zur Erhöhung der Testtiefe sowie zur Steigerung der verläss-lichen Aussagekraft der Untersuchungen laufen die zuvor beschriebenen Testprozeduren für jedes Device-under-Test mit unterschiedlichen Rahmenbedingungen ab – und zwar in punk-to Verbausituation wie Winkel und Position (Höhe, Abstand), Sensibilität der Sensoren (Schwellwertanpassungen), verschie-dene Arten von Hindernissen (Größe, Formen und Material) sowie für Umwelteinflüsse wie variierende Lutftschalldämpfung (Heiß-/Kaltland).

Herausforderungen beim manuellen TestEine Betrachtung dieser technischen Prozedur aus der Manage-mentperspektive gibt aber auch Anlass für berechtigte Kritik in punkto Qualität, Zeit und Kosten: So bringen manuelle Tests stets Durchführungsfehler und ausbleibende, eindeutige Repro-duzierbarkeit mit sich. Manuelle Hindernisbildung, approximier-te Reproduzierbarkeit und die sequenzielle Bearbeitung zuzüg-

Bild 2: Fahrroboter mit aufsetzbaren Hin-dernissen.

Bild 3: Messaufbau zur Absicherung der PDC-Funktionalität. Edscene bietet hier neue Möglichkeiten.

Bild 4: Tracking der objektdistanzabhängigen Intervall- & Dauerwarntöne.

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Die Durchführung erfolgt per sukzessiver manu-eller Bildung von Hindernissen mit Variation in der Hindernisart sowie in der dreidimensionalen Distanz des Hindernisses zu den Ultraschallsensoren. Eine zweite Person bewertet die aufgezeichneten Mess-ergebnisse und gleicht sie mit den spezifizierten Systemvorgaben ab: Dies umfasst Distanzwerte zur Objekterkennung als Sensoreingangswert sowie die Aktuatoransteuerung zur Kundenfunktion als Steu-ergeräte-Ausgangswert.

Die Überprüfung des Systems zur Einparkhilfe auf ordnungsgemäße Funktionalität erfolgt durch einen Vergleich zweier Werte-Datensätze: Beim ersten Datensatz handelt es sich um die vom Sensor an die ECU auf dem Bussystem gesendeten Rohobjektwer-te (ferne Distanz), die mit der tatsächlichen Positio-

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lich Auswertung der Messergebnisse beschäftigen pro Derivat zwei oder mehr Personen. Außerdem verursachen kombinierte Qualitäts- und Zeitaspekte – skaliert auf mehrere Derivate – sig-nifikante finanzielle Aufwendungen für Testdurchführung, Peri-pherie und Reisen.

Lösungsansatz zur Testautomatisierung der FunktionsabsicherungDie Optimierung exakt dieser Aspekte zu Qualität, Zeit und Kosten ermöglicht das System Edscene (Eigenschreibweise: EDscene): Per Automatisierung des Testbetriebs erreicht es Qua-litätssteigerungen bei gleichzeitiger Reduzierung des Zeitbedarfs und Minimierung der Kosten. Im Wesentlichen umfasst das System einen Fahrroboter und Software: Der Fahrroboter sorgt für die Bewegung auf einer Koordinatenmatte mit programmier-barer Routenführung, Geschwindigkeit, Haltung und aufsetz-baren Hindernissen – ergänzt um Egolokalisierung per Laser, während die Software-Toolchain für einen automatisierten Soll-Istwert-Abgleich sorgt.

Testautomatisierung im VergleichDer grundlegende Testablauf bleibt zwar gleich, aber der zuvor manuell durchgeführte Teil wird nun automatisiert, so dass der testenden Person eine überwachende Rolle zukommt. Das Test-spektrum umfasst hierbei die Messungen des FoV (Field of View), die Detektion niedriger und schwer erkennbarer Hindernisse (DkH), die Prüfung auf unerwünschte Bodenreflektionen und Echos bei starkem Regen sowie die Performance der Rangier-bremsfunktion (RBF).

Im Vergleich erzielte EDAG damit in einem Inhouse-Referenz-Projekt zum Test der ultraschallsensorbasierten Objekterkennung einige Optimierungen in punkto Qualität, Zeit und Kosten. So kam es zu einer Steigerung der Genauigkeit um etwa 48 % bei gegebener Reproduzierbarkeit, zu einer Verringerung des Zeit-aufwands um ungefähr 33 % sowie zu einer Senkung des Per-sonalaufwands um zirka 50 %.

Aus technischer Sicht lassen sich mehrere Effizienzfaktoren einstellen, insbesondere die Erhöhung der Datenqualität um etwa 50 %. Die per Automatisierung hergestellte Reproduzierbarkeit erlaubt bei gleichbleibender absoluter Anzahl der Messvorgänge

eine Streuungsminimierung von etwa 48 % bei der Testdurch-führung, etwa bei der Messung des Sensorsichtfelds (FoV, Field of View). Hierdurch wird eine relative Verlässlichkeit der Mess-ergebnisse im Vergleich zu manuellem Testing erreicht, entspre-chend lassen sich fundiert Aussagen über die Systemqualität hinsichtlich der Objekterkennung ableiten. Weil das Messsystem portabel und robust genug ist, eignet es sich auch zur Erprobung unter Extrembedingungen in Heiß- und Kaltländern, um so die Testtiefe zu erhöhen.

Aus ökonomischer Perspektive ergibt sich durch die Antipro-portionalität zwischen der Gesamtanzahl der durchgeführten Testprozeduren und dem finanziellen Aufwand für die Testdurch-führung & -auswertung eine Kostendegression. Maßgeblich hierfür ist die Skalierung variabler Kosten (Zeitaufwand: -33 % und Personalaufwand: -50 %) bei verhältnismäßig gleichbleiben-den Fixkosten (Equipment, Messtechnik-Peripherie) über die Maximierung der durchgeführten Projekte. Ein Projekt kann hier eine derivatespezifische Applizierung mit Fokus auf dem Test der ultraschallsensorbasierten Funktionen sein.

Weiterentwicklungen von EdsceneBisher ist Edscene auf ultraschallbasierte Sensorsteuergeräte ausgerichtet, aber aus folgenden Gründen erweitert EDAG das System auch auf ECUs, die mit anderen Sensoren arbeiten: So erfordert eine Erhöhung des Automatisierungsgrades den red-undanten Einsatz von Sensoren zur Erfassung der Umwelt, ins-besondere Radar- & Lidarsysteme. Durch die Vielzahl der Sen-sorsysteme sowie der darauf basierenden Kundenfunktionen wächst der Absicherungsaufwand exponentiell an, so dass wäh-rend der Serienentwicklung zusätzliche Testtiefe erforderlich ist. Zudem rückt die zwischen 2022 und 2025 anstehende Schwer-punktverlagerung bei der NCAP-Bewertung für Neufahrzeuge hin zu szenarienbasierten Tests die Funktionen der aktiven Sicher-heit in den Fokus, die auf Radar- und Lidarsystemen beruhen können, wobei Notbremsassistent und Abbiegeassistent nur einige Beispiele sind.

Hierzu stehen zwei Arbeitspakete im primären Fokus: So arbei-tet EDAG daran, das Bewegungsspektrum des Hindernisroboters sowohl hinsichtlich der absoluten Distanz als auch in punkto 360-Grad-Rundum-Sensierung zu erweitern, um so auch Hin-

Bild 5: Optimierungen durch Edscene im Überblick.

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Autor Dennis Andreas Martin Wirtschaftsingenieur für Elektro- & Informationstechnik; Program Manager Autonomous Drive & Safety, Entwick-lung Plattformen & Funktionen bei EDAG

dernisse für radar- und lidarbasierte Sensorsysteme zu positio-nieren, die sich in mehr als 5 m Entfernung sowie seitlich neben dem Fahrzeug befinden. Gleichzeitig soll die Einführung modu-larer Software-Bestandteile zur Flexibilisierung der automati-sierten Messdatenauswertung für verschiedene Bussysteme bei-tragen.

Aktuell erfolgt die Absicherung der finalen radar- und lidar-basierten Kundenfunktionen auf Basis eines Fahrszenarios über eine Kombination aus realen und virtuellen Gesamtfahrzeugtests. Ziel des weiterentwickelten Edscene für diese Sensorgattungen

besteht in der Abstraktionsebene darunter: die Objekterkennung je Einzelsensor. Diese wird in Analogie zum ISO/OSI-Referenz-modell allgemeingültig zunächst von der Objektklassifizierung abgegrenzt. Hierdurch sollen die testenden Personen innerhalb der technischen Entwicklungskette eine fundierte Qualitätsaus-sage bezüglich der Hindernisdetektion je Sensorgattung treffen können, um eine adäquate Testprozedur für die danach folgenden technischen Schichten zu ermöglichen – und zwar noch vor der auf mehreren Sensorquellen basierenden Sensordatenfusion sowie noch vor der Umfeldmodellierung und den Kundenfunk-tionen. Dies erlaubt die simultane Absicherung funktionaler Ebenen während der Serienentwicklung, von der Objekterken-nung über die Objektklassifizierung bis zur Objektverfolgung.

Auf diese Art lassen sich bereits in früheren Produktphasen während der Serienentwicklung simultan die Güte der Objekter-kennung je Sensorgattung evaluieren, um bei weiterführenden Tests der darauf basierenden Sensordatenfusion und letztlich Kundenfunktionen Fehler in tieferen Schichten, ergo der Objekter-kennungsebene, frühzeitig minimieren zu können. (av)

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ADAS + AD Datenverarbeitung


Um die Dinge in die richtige Perspektive zu rücken: Automobilunternehmen konzentrieren sich derzeit auf die Perfektionierung der Stufen 2 und 3, die sich auf Funktionen wie automatisches Bremsen, adapti-ve Geschwindigkeitsregelung und andere fortschritt-liche Systeme beziehen. Die Entwicklung vollständig autonomer Autos ist eine Herausforderung, die eine Vielzahl neuer Innovationen in dieser Branche mit sich bringt. Radar, Sensoren, Kameras, Lidar und Edge-Computing müssen zusammenarbeiten, um Umgebungsdaten zu sammeln und zu verarbeiten, damit sie in Echtzeit in Fahrentscheidungen einfließen können. Dies erfordert eine enorme Speicherkapazi-

Um wirklich vernetzt und autonom zu sein, müssen Fahrzeuge Fahrassistenzsysteme (ADAS) enthalten, die vom menschlichen

Fahrer die Steuerung übernehmen können. Diese Fahrzeuge müssen so konstruiert sein, dass sie kon-tinuierlich Daten sammeln, verarbeiten und austau-schen. Die Entwickler nutzen die Daten und Infor-mationen zur Schulung von Systemen der künstli-chen Intelligenz (KI) bis hin zur Entwicklung neuer Geschäftsmodelle. Dieser Grad des autonomen Fah-rens (Stufe 5) ist wahrscheinlich noch viele Jahre von einer weitverbreiteten, kommerziellen Einführung entfernt.

Mobilität und Transport in 20 JahrenAutonomes Fahren: Welche Rolle spielt die Datenspeicherung?

Während sich in den letzten 20 Jahren Innovationen im Auto vor allem auf die Hardware konzentrierten, geht heutzutage der Trend in Richtung E-Autos, die zu-nehmend miteinander vernetzt sind. Das Endziel dabei ist, vollständig autonome Autos zu schaffen, die Fahrentscheidungen treffen können. Autor: Huibert Verhoeven

Sobald Stufe 5, voll-autonomes Fahren, erreicht ist, können Autofahrer die komplette Kontrolle an das Fahrzeug übergeben.

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tät von den Fahrzeugen, schätzungsweise 2 TByte pro Fahrzeug in diesem neuen Jahrzehnt. Sowohl die Menge der gesammelten Daten als auch die poten-ziellen Kosten, die mit der Übertragung dieser Infor-mationen verbunden sind, sind anders als alles, was der Automobilsektor bisher gesehen hat.

Verbesserung der BordkommunikationWährend das autonome Fahren tendenziell im Mit-telpunkt der Aufmerksamkeit steht, lohnt es sich, einen Moment darüber nachzudenken, welche sinn-vollen Fortschritte bei den vernetzten Fahrzeugen bereits erzielt wurden. Der aktuelle Trend ist die Vehic-le-to-everything-Kommunikation (V2X). Diese ermöglicht es Autos, Daten mit anderen Geräten, zum Beispiel in der städtischen Infrastruktur, über Verbin-dungen mit hoher Bandbreite, niedriger Latenz und hoher Zuverlässigkeit auszutauschen.

Der Einfachheit halber lässt sich die V2X-Kommu-nikation in drei Hauptbereiche einteilen: Vehicle-to-Vehicle (V2V), Vehicle-to-Infrastructure (V2I) und Vehicle-to-Pedestrian (V2P). Dieser Informationsaus-tausch könnte dazu beitragen, sicherere und intelli-gentere Transportsysteme für öffentliche, private und Notfallsituationen zu schaffen. Auch Infotainment-

Aktuell konzentrieren sich Automobilunternehmen auf die Perfektionierung der Stufen 2 und 3 des autonomen Fahrens, die sich auf Funktionen wie automatisches Bremsen, adaptive Geschwindigkeitsregelung und andere fortschrittliche Systeme beziehen. Um vollautonomes Fahren (auf Stufe 5) zu erreichen, gilt es, noch einige (komplexe) Hindernisse zu überwinden, insbesondere ist eine Verbesserung der Bordkommunikation und die effiziente Verarbeitung der Datenspeicherung erfor-derlich. Aber an allererster Stelle steht jederzeit der Sicherheitsaspekt. Mehr Trans-parenz von Seiten der Automobilindustrie kann hier für eine höhere Akzeptanz bei der Bevölkerung sorgen.

Eck-DATEN

und Navigationssysteme erfahren derzeit eine umfas-send Weiterentwicklung. Diese Funktionen entwickeln sich nach und nach zum Standard und bieten Komfort und Unterhaltung durch Apps für Musik, Streaming, Wetter, Parken, Tank- sowie Ladestationen und vieles mehr. Durch eine stärkere Automatisierung der Fahr-zeuge könnte sich das Infotainment auf neue Bereiche wie das Einkaufen im Fahrzeug oder persönliche Dienstleistungen ausdehnen.

Nicht zuletzt entwickelt sich die Navigationstech-nologie von statischen hin zu hochauflösenden, ver-bundenen Karten. Auch dieser Wandel erfordert die Speicherung und Verarbeitung großer Datenmengen







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AutorHuibert VerhoevenSenior Vice President und General Manager für die Marktsegmente Automotive, Mobile, und Emerging Segments bei Western Digital

von 3D-Karten, Betriebssystemsoftware, Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs) und Benutzerdaten.

Sicherheit geht vorFahrer, Fahrgäste und Fußgänger sind verständlicher-weise besorgt um die Sicherheit von autonomen Fahr-zeugen. Sie bezweifeln, dass diese Art der Fortbewe-gung wirklich sicherer ist als das Fahren durch Men-schen. Diese Bedenken erfordern ein empfindliches Gleichgewicht zwischen Regulierung und Innovation. Die Verkehrsbehörden müssen abwägen, wie sie die Selbstfahrertechnologie richtig beaufsichtigen kön-nen, wenn sie die Stufen 4 und 5 erreicht haben. Dabei sollen aber auch keine Innovationen behindert wer-den, die Unfälle verhindern und Leben auf der Stra-ße retten könnten.

Viele Automobilunternehmen haben erhebliche Änderungen an ihren Prüfrichtlinien und -verfahren für selbstfahrende Autos vorgenommen. Sie verdop-peln die Sicherheit, indem sie zum Beispiel mehrere menschliche Fahrer einsetzen, um Fahrzeuge zu über-steuern und neue Testprotokolle befolgen. Darüber hinaus streben sie danach, den Regulierungsbehörden und der breiten Öffentlichkeit mehr Transparenz über die autonomen Fahrdaten zu bieten.

Die Rolle der DatenspeicherungDaten sind unweigerlich das Herzstück effizienter und sicherer autonomer Fahrzeuge. Die Informatio-nen, die sich aus den frühen Netzwerken von ver-netzten und autonomen Fahrzeugen sammeln lassen, kommen als Basis-Trainingsdatensatz zum Einsatz, um die Entscheidungsfähigkeit aller zukünftigen Fahrzeuge zu verbessern. Und sobald die Fahrer selbst nicht mehr fahren müssen, sollen sie in der Lage sein, sich mit datenintensiveren Infotainment-, Produkti-vitäts-, Freizeit- und Kommunikationsanwendungen zu beschäftigen. Darüber hinaus dürften je nach Art des autonomen Fahrzeugs auch andere datengesteu-

erte Dienste entstehen. Zum Beispiel werden Nutz-fahrzeuge und Robo-Taxis mehr Daten erfassen und mehr Speicherplatz benötigen als Personenkraftwa-gen, da sie längere Laufzeiten pro Tag haben und für Hersteller sowie Flottenbesitzer die Augen und Ohren auf der Straße sind. In allen Fällen benötigen die Auto-mobilhersteller einen Plan zur Schaffung einer Inf-rastruktur zum Auslagern von Daten. Somit soll sich die einfache Übertragung gespeicherter Daten in die Cloud erleichtern lassen, damit die Entwickler robus-te maschinelle Lernmodelle und neue datengesteu-erte Dienste aufbauen können. Eine große Datenspei-cherkapazität ist nur eine von vielen Anforderung. Eine weitere Überlegung ist, dass autonome Fahrzeu-ge der Stufe 3 oder höher eine Kombination aus Cloud- und Edge-Computing-Strategien verwenden müssen, um die anspruchsvollen Anforderungen von KI-Com-putersystemen, Hochgeschwindigkeitsreaktionen und Datenübertragungskosten zu optimieren.

Dies bedeutet, dass die Akteure im Bereich der Datenspeicherung zu wichtigen Partnern für die Beteiligten in der Automobilindustrie aufsteigen und als solche eine stabile sowie zuverlässige langfristige Versorgung gewährleisten müssen. Anders als bei der Unterhaltungselektronik erfordert die Belieferung der Automobilhersteller die Einhaltung einschlägiger Qualitätsstandards – dazu zählt unter anderem auch der Nachweis der Zuverlässigkeit bei hohen Tempe-raturen und anderen rauen Umgebungsbedingungen ebenso wie die Sicherstellung der funktionalen Sicherheit des Systems.

Ein Blick in die ZukunftDie Art und Weise, wie die Menschen in Zukunft reisen, hängt in besonders hohem Maße von den Entwicklungen in den Bereichen autonomes Fahren, V2X-Kommunikation und Fahrzeugsicherheit ab, an denen die Verantwortlichen heute arbeiten. Bei einem Blick in die Zukunft gibt es noch viele Fragen, die es zu beantworten gilt. Sind dann die meisten Fahrzeu-ge elektrisch betrieben? In Privatbesitz oder gemein-sam genutzt? Automobilhersteller, Ökosystempart-ner und auch Verkehrsbehörden arbeiten zunehmend zusammen, um den Fahrzeugen zu einem neuen Grad an Autonomie zu verhelfen. Es bleibt zwar noch sehr viel zu tun, aber es entwickeln sich zahlreiche spannende Möglichkeiten für die nächsten 20 Jahre. Die Zukunft der selbstfahrenden Autos sieht verspre-chend aus. (aok) n

Automobilunterneh-men konzentrieren sich derzeit auf die Perfektionierung der Stufen 2 und 3, während Stufe 5, vollautonomes Fahren, noch in einiger Ferne liegt.

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Christian Senger Member of the Board of Management and Head of Digital Car & Services, Volkswagen AG

Prof. Jiangxiong Xiao Founder and CEO, AutoX, Inc.

Dr. Martin Gall Executive Vice President & CTO, Dräxlmaier Group

Shinichi Yoshioka Senior Vice President & CTO, Renesas Electronics Corp.

Alejandro Vukotich Senior Vice President Automated Driving, BMW AG

Dr. Klaus Büttner Executive Vice President Intelligent Body & CockpitVolkswagen GroupCar.Software Organization

Dr. Oliver Blume Chairman of the Executive Board Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG

Challenges of E/E for tomorrow:• Automotive Megatrends• Autonomous Mobility• E-Mobility

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Ein vollautonomer Fahrzeugbetrieb ist in der Realität wohl noch Jahrzehnte entfernt. Die Tech-nologie dahinter entwickelt sich jedoch bereits seit Jahren in Drohnen, Robotern und Unter-wasserfahrzeugen. Diese Systeme versuchen nicht, ohne den Menschen zu arbeiten, sondern nutzen ihn via Fernhilfe oder „Teleoperation“. So kann auch die Automobilindustrie hochauto-nome Fahrzeuge wesentlich früher auf die Straße bringen. Autoren: Dr. Stan Schneider, Reiner Duwe

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Die Sicherheit autonomer Fahrzeuge (AV) ist noch nicht perfekt, wird aber bald höher sein als bei einem menschlichen Fahrer. Denn der Mensch ist mit Abstand

das schwächste Sicherheitssystem im Auto und für 94 Prozent aller Unfälle verantwortlich. AVs werden sicherlich Fehler machen, sich aber auch schnell verbessern. Damit stellt der siche-re Betrieb wohl nicht das Hauptproblem für deren Einsatz dar.

Doch Sicherheit ist nicht alles. Für eine überzeugende Wirt-schaftlichkeit ist das Fahren ohne einen Menschen im Auto erfor-derlich. Damit ließen sich Parkprobleme beheben und eine auto-matisierte Warenzustellung sowie gemeinsame Robotertaxis ermöglichen. Allerdings müssten AVs dafür in der Lage sein, mit Ausnahmefällen klar zu kommen. Sie dürften nicht im Verkehr stecken bleiben oder diesen blockieren, weil sie es nicht schaffen, um eine Baustelle oder einen Unfall herum zu navigieren.

In solchen Fällen könnten Hochgeschwindigkeits-Verbindun-gen einem Fernbediener ermöglichen, das Fahrzeug kurzzeitig zu fahren – via „Live“-Teleoperation. Dies erfordert eine Live-Videokommunikation mit dem Bediener sowie Steuersignale mit geringer Latenz zurück zum AV. Dafür wiederum ist ein sehr schnelles, zuverlässiges, unterbrechungsfreies und permanentes Netzwerk erforderlich. 5G ist jedoch noch Jahre davon entfernt, weshalb Live-Teleoperation angesichts der derzeitigen Infra-struktur eher als zukünftige Lösung anzusehen ist.

Es gibt auch eine zeitnahe Lösung. Erfolgreiche autonome Systeme in anderen Branchen nutzen für Ausnahmefälle eben-falls Menschen, die den Betrieb per Fernkontrolle unterstützen. Der bewährte Weg hierfür ist die „strategische“ Teleoperation. Solche Systeme bieten einem entfernt sitzenden menschlichen Bediener einen Einblick in die aktuelle Szene. Dieser gibt dann einen Weg an, dem das autonome System folgen soll. Das funk-tioniert mit geringer Bandbreite und hoher Latenz. So kann die NASA beispielsweise Roboter auf dem Mars trotz geringer Band-

Der DDS-Standard hat seinen Ursprung in autonomen Systemen und ist heute Marktführer sowohl für fahrzeuginterne Frameworks als auch für aufstrebende Ökosysteme und Kontrollzentren. In Zukunft kann er dies alles für Automobilsysteme kombinieren. Das konsistente system-weite Datenmodell ist tatsächlich eine neue Architektur. Es ermöglicht ein sich entwickelndes verteiltes System, das mit der Zukunft der Au-tonomie wachsen kann und die Teleoperation leistungsfähiger macht.

Eck-DATEN

breite und 20-minütiger Latenz fahren. Für autonome Fahrzeu-ge kann diese Strategie mit nur minimaler Netzwerkkonnekti-vität funktionieren.

Die Architektur im AutoAutonomie ist als Evolution zu betrachten. Systeme gestalten sich immer autonomer, indem sie ohne menschliches Eingreifen höhe-re Zeitspannen und Komplexität bewältigen können. Die heuti-ge Herausforderung besteht darin, eine Architektur zu bauen, die diese Entwicklungen mitgehen kann. Denn nachträgliche Änderungen von bestehenden Architekturen sind äußerst pro-blematisch.

Die ersten wirklichen AVs sollen voraussichtlich sowohl fahr-zeuginterne Steuerung als auch Fernüberwachung kombinieren. Die meisten Entwickler und Systemarchitekten denken heute nicht über die Auswirkungen einer engen Verbindung dieser Systeme nach. Dennoch sollte das Design nicht unabhängig voneinander erfolgen. AVs benötigen eine einheitliche Architek-tur für das Fahrzeug, das Kontrollzentrum, die flächendeckende Konnektivität und die Cloud.

In einem autonomen Fahrzeug sind Sensoren an Hochleis-tungsprozessoren angeschlossen, die Steuerungsalgorithmen ausführen (Bild 1). Die Fahrzeugsoftware benötigt eine Bereit-

Bild 1: Das System zur Teleoperation muss Sensorik, Bewusstsein und Planung zusammenführen, um Aktionen festzulegen. Dann steuert es das Fahrzeug über eine Hardware-Plattform-Schnittstelle.

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stellung vieler verschiedener Datenflüsse in Echtzeit. Einige Sensoren wie Video und Lidar erzeugen umfangreiche Daten. Andere Systeme wie Lenk- und Bremssteuerung generieren weniger Daten, brauchen jedoch schnelle, wiederholte Rückkopp-lungsschleifen. Intelligente Algorithmen müssen Daten unter-schiedlicher Art, Größe und Geschwindigkeit einfach finden und darauf zugreifen können. Alle diese Systeme laufen in einer komplexen Umgebung mit vielen verschiedenen Prozessortypen und Netzwerken.

Die Autonomie steht also vielleicht vor der Tür, aber eins ist klar: Mit der traditionellen Automobilarchitektur funktioniert sie nicht. Die heutigen Designs sind viel zu starr, zu abhängig von der Hardware-Implementierung und in intelligenten Syste-men unerprobt.

Was ist mit der Cloud?Die Rolle der Cloud für die Autonomie wird häufig überbewertet. Sollte sich die Kontrolle via Teleoperation oder Sicherheitsfunk-tionen auf eine Cloud-Verbindung verlassen, wäre es erforderlich, alle Sensorinformationen an die Cloud zu senden, zu verarbeiten und schnell genug an das Fahrzeug zurückzuschicken, um auf externe Ereignisse reagieren zu können. Dies erfordert eine Latenzgarantie und gesicherte Rechenbandbreiten, die weit über die echten Kapazitäten hinausgehen. Die Stärken der Cloud in Bezug auf zentrale Position, generelles elastisches Computing und Speicher bringen für ein AV einfach keinen Mehrwert.

Dennoch spielt die Cloud eine wichtige Rolle. Zum Beispiel lernen KI-Algorithmen, indem sie Trainingsfälle verarbeiten, also Momentaufnahmen, in denen interessante Aktionen wie eine komplizierte Situation oder ein Unfall stattfinden. Deep Learning funktioniert in etwa so, dass ein Mensch oder ein anderes System für diese Trainingsfälle bestimmt, was in dem jeweiligen Fall zu tun ist. Damit wird dann die KI unterrichtet. KI-Autos lernen also nicht von selbst, sondern erhalten die KI-Ergebnisse des Trainings von einer zentralen Quelle. Jedes AV lernt wiederum aus den Erfahrungen der anderen AVs. Die gesam-

te Flotte lernt folglich von jedem Ereignis und verbessert sich so im Laufe der Zeit.

Da die Cloud Zugriff auf alle Fahrzeuge sowie das Kontroll-zentrum besitzt, ist sie der richtige Ort, um Flottenmanagement-Software auszuführen, den Straßenstatus zu erfassen und zu verbreiten und Außendienstmitarbeiter zu den Fahrzeugen zu schicken. Die Cloud ist also ein wichtiger Bestandteil eines AV-Systems, jedoch nur ein Teil der Lösung.

Das KontrollzentrumTeleoperation erfordert mehr als fahrzeuginterne und Cloud-Software. Sie braucht jemanden, der das Fahrzeug fernbedient. Ein Kontrollzentrum für eine AV-Flotte muss unter Umständen Hunderte von Bedienern beschäftigen und viele tausend Fahr-zeuge überwachen. Wenn ein AV Aufmerksamkeit benötigt, wird es einem Bediener zugewiesen. Dieser kann dann Live-Sensor-Feeds, historische Informationen sowie den Fahrzeugstatus und das Routing anfordern. Deshalb benötigt jede Station Zugriff auf die meisten Daten aus dem gesamten System, ohne vorher sagen zu können, welche bestimmten Informationen sie braucht. Ande-re Stationen überwachen den gesamten Systemstatus und den Flotteneinsatz. Während eine AV-Flotte einzigartige Herausfor-derungen mit sich bringt, sind die Anforderungen an die Kont-rollzentren eher typisch für diverse Systeme.

Eine Architektur für die AutonomieWie lässt sich das alles zu einer zukunftssicheren Architektur zusammenführen? Die eigentliche Herausforderung besteht darin, von der heutigen Technologie auszugehen und eine hoch-leistungsfähige Autonomie der Zukunft zu entwickeln, ohne die Kernarchitektur zu verändern.

Innerhalb des Fahrzeugs gehen die Tendenzen der Branche dahin, als gemeinsamen Konnektivitätsstandard den DDS-Stan-dard (Data Distribution Service) einzuführen. DDS ist die ein-zige systemübergreifende Ende-zu-Ende-Architektur, die auf einem Standard basiert. Sie bietet Flexibilität, Leistung und nach-

Bild 2: DDS hat sich sowohl in Fahrzeug- als auch Kontrollraum-Anwendungsfällen be-währt. Es bietet ein konsistentes Datenmo-dell im gesamten System. Das Datenrouting zwischen den Ebenen hilft beim Aufbau einer zuverlässigen, umfangreichen Infrastruktur. Bil

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AutorenDr. Stan SchneiderCEO Real-Time Innvations ( RTI )

Reiner DuweSales Manager EMEA bei RTI

weislich einen zuverlässigen Betrieb in Tausenden von realen Systemen und intelligenten Maschinen. Vor allem findet DDS bereits in Hunderten autonomer Fahrzeugdesigns Verwendung und wurde speziell für autonome Systeme entwickelt, zunächst für High-End-Flugsysteme, jetzt zunehmend für Boden-, Welt-raum- und Unterwasserfahrzeuge. Die beiden bekanntesten Stack-Ökosysteme im Fahrzeug, das forschungsorientierte ROS2 und das produktionsorientierte Autosar Adaptive, verwenden ebenfalls DDS. Diese Branchenkonsolidierung bedeutet, dass die Wahl von DDS mit dem geringsten Risiko für neue Designs ver-bunden ist.

Zudem stellt DDS auch eine bewährte Architektur für viele operationelle Kontrollzentren dar. Hierzu zählen zum Beispiel alle Kommandozentralen für Marineschiffe, die meisten Droh-nen-Bodenkontrollsysteme, der NASA-KSC-Startkontrollraum (Kennedy Space Center) sowie Kontrollräume für die Stromüber-wachung großer Wasserkraftwerke. Im Transportwesen über-wacht und steuert DDS Zugsysteme, U-Bahn, Flugsicherung und Flughafenbodensysteme. Da sich DDS bereits in AVs ebenso wie in Kontrollzentren bewährt hat, ist es folglich gut positioniert, um den Anwendungsfall der Teleoperation für autonome Fahr-zeuge zu übernehmen.

Alleinstellungsmerkmale von DDSObwohl DDS Informationen transportiert, ist es weit mehr als eine Konnektivitätstechnologie. DDS ist am besten als daten-zentrierte Architektur anzusehen, die ein einfaches Konzept implementiert: einen gemeinsamen globalen Datenraum. Das bedeutet, dass sich alle Daten in jedem Gerät und Algorithmus im lokalen virtuellen Speicher befinden. Anwendungen sprechen nicht direkt miteinander, sondern tauschen Daten aus, indem sie diesen virtuellen gemeinsamen Speicher lesen und schreiben. Dies ist ein sehr neues Design für Fahrzeugsysteme (Bild 2).

Innerhalb des Fahrzeugs liegt der Schwerpunkt auf der Hoch-geschwindigkeitsverbindung, Zuverlässigkeit und KI-Integrati-on. DDS ermöglicht dies durch QoS-Garantien (Quality of Ser-vice). Fordert ein Algorithmus beispielsweise einen Datenfluss an, gibt er nicht nur an, welche Daten er benötigt. Er kann auch festlegen, wann und wie die Daten fließen. Zum Beispiel gibt es QoS-Garantien für Durchflussrate, Empfindlichkeit des Sensors, Zuverlässigkeit und mehr. Da sich die Daten in einem lokalen Speicher befinden, behindert die Mobilität den Datenfluss nicht. Anwendungen erhalten die benötigten Daten, wann immer sie diese brauchen und unabhängig davon, wo sie sich befinden, selbst wenn das Fahrzeug das Netzwerk wechselt.

Die Kontrollzentren benötigen ein konsistentes Datenmodell und einen dynamischen Zugriff auf viele Datentypen. Möchten Bediener auf ein neues Fahrzeug zugreifen, brauchen sie im Kontrollzentrum eine dynamische, zuverlässige und sichere Verbindung zum Fahrzeug. DDS erleichtert diese, indem es Fahr-zeuge und Daten automatisch erkennt, einzelne Datenflüsse mit eindeutigen Berechtigungen sichert und die Zuverlässigkeit und den Austausch von Sicherheitszertifikaten unabhängig vom Transportnetz implementiert. Nicht zuletzt erfordern Cloud-Algorithmen einen massiven Datenzugriff, der sich über die gesamte Flotte erstreckt. Da jeder Algorithmus in einem daten-

zentrierten Design nur das sieht, was sein eigener lokaler Speicher anzeigt, führt ein Skalieren nicht zu einer höheren Komplexität. DDS kann auch mit direkten Peer-to-Peer-Netzwerken arbeiten, für die keine zentralen Server erforderlich sind. Damit entfällt die schwierige Wahl des Aufstellungsorts eines Servers ebenso wie die Sorge um die Überlastung von Servern und Server-Failo-ver-Schemata werden vermieden. Aus Systemsicht senden und empfangen alle Algorithmen und Geräte einfach genau das, was sie benötigen und wann sie es benötigen.

Der wohl wichtigste Punkt aber ist, dass die Datenzentriertheit die Entwicklung von Systemen als Ganzes ermöglicht, indem dieselbe Abstraktion im gesamten System verwendet wird. Solan-ge die zugrundeliegende Konnektivität die QoS-Anforderungen erfüllen kann, lassen sich komplette Funktionen transparent von Fahrzeuggeräten auf Domänenserver im Auto oder in die Cloud übertragen. (na)

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ADAS + AD Sensoren


Prädiktion statt RealtimeWarum Vorhersagen beim Parken mehr bringen als Echtzeitdaten

Bei vielen digitalen Services gelten Echtzeitdaten nicht selten als das Nonplusultra, und die Daten aus stationä-rer Sensorik werden als zuverlässige Quelle angesehen. Doch das Gegenteil ist der Fall – nicht nur bei der Ver-kehrsinformation, sondern auch bei Parkdaten. Wenn es um Informationen zur Verfügbarkeit von Parkplätzen geht, haben sich prädiktive Daten als wesentlich wertvoller erwiesen. Autor: Hans-Hendrik Puvogel

meldet das System die Daten für alle fünf Sensoren als unvollständig und ungenau. Hinzu kommen die prohibitiven Kosten für die Installation und Wartung von Sen-soren im öffentlichen Raum. Die meisten Pilotprojekte mit Straßensensoren haben sich daher als nicht tragfähig erwiesen: In Großbritannien hat die Stadtverwaltung von Westminster ihr viel beachtetes Park-system mit Straßensensoren wieder abge-schaltet. San Francisco hatte das eigene System schon früher wieder aufgegeben. Budgetprozesse und Kontrollstreben öffentlicher Verwaltungen favorisieren sta-tionäre Sensorik, bis dann irgendwann auffällt, dass das reine Verschwendung von Steuergeldern ist.

Auch wenn es keine Ausfälle von Sen-soren und keine Fehler im Reporting gibt, sind Echtzeitdaten nicht wirklich ohne Zeitverzögerung zu haben. Es liegt min-destens eine Minute zwischen dem Zeit-punkt, zu dem ein Sensor einen freien Platz meldet, und dem Zeitpunkt, an dem dieser Stellplatz im System eines vernetz-

Verkehrsinformationen basieren heute auf der Verwendung von mobilen Sensordaten aus Millio-

nen von Fahrzeugen, die zur Ermittlung eines Gesamtbildes mit statistischen Methoden analysiert werden. Sie sind damit de facto Prädiktionen. Vor zehn Jahren noch beruhte die Verkehrsinfor-mation größtenteils auf Echtzeitdaten aus stationärer Sensorik. Entsprechend schlecht war sie auch. Auch im Bereich der Parkdaten sehen wir eine ähnliche Ent-wicklung – weg von stationärer Sensorik hin zu mobiler Sensorik und Prädiktion.

Problem der Echtzeit-ParkdatenEine der Hauptquellen für Echtzeitdaten beim Parken sind Straßensensoren (ent-weder elektromagnetisch oder infrarot), die in der Mitte eines Stellplatzes installiert werden, um zu erkennen, ob dieser belegt ist. Da die Sensoren meist in Gruppen ver-bunden sind, kann dies Schwierigkeiten verursachen. Wenn zum Beispiel nur ein Sensor in einer Gruppe von fünf ausfällt,

ten Autos als frei ausgewiesen wird. So ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass ein Parkplatz, den ein Autofahrer ansteuert, bei seiner Ankunft bereits belegt ist.

Doch nicht nur bei Parkplätzen an öffentlichen Straßen gibt es Probleme mit der Erhebung von Echtzeitdaten, sondern auch in Parkhäusern kann es schwierig werden. Zum einen müssten die Einrich-tungen, die Fahrzeuge beim Ein- und Aus-fahren erfassen, stets tadellos funktionie-ren: das Zählen an der Schranke, der Anteil von Dauerstellplätzen sowie die oftmals instabile Anbindung verhindern dies in aller Regel. Andererseits liegt es nicht immer im Interesse der Betreiber, ihre Daten stets korrekt zu übermitteln. Aus wirtschaftlichen Überlegungen her-aus ist es immer besser, Kunden an der Schranke warten zu lassen, als sie von vornherein abzuweisen. Andererseits wirkt es aber auch abschreckend, wenn ein Parkhaus als leer angezeigt wird. Vie-le angebliche Echtzeitdaten sind daher entsprechend „optimiert“.

Anhand von Satelli-tenaufnahmen wird die Belegung von Parkflächen zu be-stimmten Zeiten ana-lysiert. In diesem Fall sind 139 von 450 Plät-zen belegt.

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ADAS + AD Sensoren


Was sind die Alternativen?Eine mögliche Quelle sind die Daten von Fahrzeugsensoren. Moderne Fahrzeuge liefern Echtzeit-Daten über das Fahrzeug, das Fahrverhalten und Parkvorgänge, aber sie scannen auch ihre Umgebung während der Fahrt. Beispiele dafür sind Sensoren, die während der Fahrt potenzielle Parklü-cken entdecken oder Kameras, die Objek-te identifizieren. Während diese Daten relativ genau und umfangreich sind, haben sie die gleichen Zeitverzögerungsprobleme wie stationäre Sensorik. Zusätzlich dazu können auch Fehler der GNSS-Daten auf-treten. Beim Parken in einer städtischen Umgebung ist die GPS-Position in der Regel auf 1 - 2 m genau. Allerdings können sich die Fehler innerhalb einer Stadt auch auf dutzende Meter belaufen. Das bedeu-tet, dass die Fahrzeugsensoren den fal-schen Straßenabschnitt oder sogar eine ganz andere Straße anzeigen. Hier helfen andere Fahrzeugsensoren sowie der Ver-gleich der Daten mehrerer Fahrzeuge in Echtzeit, die Daten zu validieren.

Transaktionsdaten sind eine weitere Option, eignen sich aber auch nicht als alleinige Informationsquelle. So deckt zum Beispiel in vielen Städten ein Parkschein-automat mehrere Straßen ab. Aus dieser Datengrundlage ist dann nicht ersichtlich, auf welcher Straße ein Fahrzeug nun tat-sächlich geparkt wurde. Auch wenn ein System einzelne Parkplätze erkennen kann, gibt es oft Fehler in den Daten, was etwa daran liegt, dass Nutzer falsche Beträ-ge zahlen und so eine falsche Belegungszeit im System ausgewiesen wird. Außerdem werden bei den Transaktionsdaten keine Nutzer berücksichtigt, die ohne zu bezah-len die Plätze belegen dürfen, wie das beim Anwohnerparken der Fall ist.

Datenquellen kombinierenDie beste Möglichkeit, potenzielle Fehler und Ungenauigkeiten der einzelnen Datenarten zu minimieren, besteht darin, verschiedene Quellen zu kombinieren, um so ein möglichst breites Bild der tatsäch-lichen Lage zu bekommen. Anhand dieser Grundlage können mit Machine-Lear-ning-Modellen Vorhersagen erstellt wer-den, die auf statischen Daten, manuellen Erhebungen, stationären Sensoren, Fahr-zeugsensoren, Transaktionsdaten, Satel-liten- und Luftbildern sowie In-Car-

Videoaufnahmen beruhen. Diese Vorher-sagen lassen sich mit historischen Verhal-tensmustern und Echtzeitdaten kombinie-ren, was flexible Reaktionen auf Events und Großveranstaltungen wie Fußball-spiele und Festivals erlaubt.

Parkopedia ergänzt diesen Ansatz dadurch, dass bei Erhebungen vor Ort Daten überprüft und gegebenenfalls ergänzt werden. Dieses Vorgehen kommt sowohl bei bereits im System vorhandenen Örtlichkeiten als auch bei neuen Parkplät-zen zur Anwendung. Die Erhebungen sind darauf ausgelegt, statische Daten im nöti-gen Detaillierungsgrad zu erfassen und in ein einheitliches Format zu bringen, das globale Standards garantiert. Bei diesen statischen Daten handelt es sich um Infor-mationen, die sich nie oder selten ändern, also etwa Namen von Straßen, deren geo-graphische Position oder die Anzahl der Parkplätze, um so für jeden Standort über 80 Attribute zu erfassen. Außerdem liefern die Surveys eine genaue Zustandsbe-schreibung zu einem fixen Zeitpunkt, was eine Überprüfung und weitere Verfeine-rung der Vorhersagen ermöglicht.

Im Vergleich zeigt sich, dass die Genau-igkeit der kombinierten Daten bis zu zwei-mal besser ist als bei reinen Transaktions-daten. Zählt man aber die Transaktions-daten noch zur Kombination der anderen Daten hinzu, lässt sich die Genauigkeit um weitere 15 bis 20 Prozent steigern.

Die Nutzung verschiedener Quellen und insbesondere von Fahrzeugsensorik erlaubt nicht nur die Erstellung von Qua-si-Echtzeit-Vorhersagen, also statischen Abschätzungen der aktuellen Lage, son-dern auch die Erstellung von Prädiktionen für zukünftige Parkverfügbarkeiten. Selbst ein Parkleitsystem auf der Basis von per-fekt funktionierender stationärer Sensorik könnte dagegen immer nur ein Bild der

AutorHans-Hendrik PuvogelCOO von Parkopedia

Vergangenheit und damit der Lage vor einigen Minuten abgeben, als die Daten erhoben wurden.

Daten-Kombination bringt VorteileZwischen der Entscheidung, einen bestimmten Ort anzufahren, und dem Parken liegt immer eine gewisse Zeitspan-ne. Im Extremfall kann diese sehr groß sein, zum Beispiel, wenn sich ein Fahrer vor seiner Abfahrt über Parkmöglichkeiten am Ziel informiert. Hier können leicht mehrere Stunden zwischen den beiden Ereignissen liegen, so dass Echtzeitdaten wenig nutzen. Aber auch für Fahrermit den modernsten Systemen im Auto ist die-ses Problem nicht aus der Welt. Nähert sich dieser Fahrer seinem Ziel und möch-te in ein Parkhaus fahren, muss sein Sys-tem wissen, wo sich zur Ankunftszeit freie Plätze befinden werden, um die optimale Route zu errechnen.

Vorhersagen werden nie allesamt ein-treffen, das liegt in ihrer Natur und ist auch beim Parken nicht anders. Allerdings bieten die vielen verschiedenen Quellen und Analysemethoden, die in die Vorher-sagen einfließen, wesentlich bessere Mög-lichkeiten, auf die Anforderungen der Realität zu reagieren, als es die bloße Wie-dergabe von – oftmals fehlerhaften – Sensordaten zu einem Zeitpunkt X kann. Die Kombination aus historischen Daten zum Füllgrad einzelner Parkhäuser und aktueller Daten zum Parkdruck und des-sen erwarteter Entwicklung liefern dem Fahrer die notwendige Information, um die besten Parkentscheidungen treffen zu können. (av) n

Der Parkopedia Availability Modelling Process nutzt viele verschiedene Datenquellen für eine mög-lichst umfassende Analyse. Anhand dieser Grundlage lassen sich mit Machine-Learning-Modellen Vorhersagen erstellen.

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Alternative Antriebe SiC


Wide-Bandgap-Halbleiter im E-AutoWie Siliziumkarbid der Elektromobilität den Weg ebnet

Die Nachfrage der Verbraucher nach zuverlässigen EVs mit einer Reichweite, die mit der von Autos mit fossilen Brennstoffen vergleichbar ist, übersteigt derzeit die Technologie selbst. Effizientere Antriebsstränge unter Ver-wendung von Halbleitertechnologien wie Siliziumkarbid sind ein Weg zu weiteren Fortschritten. Autor: Anup Bhalla

preise sowie, was besonders wichtig ist, zur Erhöhung der Reichweite ab. Die Batterie- und Motorenherstel-ler stoßen bei der Nutzung bekannter Technologien an physikalische Leistungsgrenzen. Jedoch gibt es im Antriebsstrang, wo die Batterieenergie in Drehstrom-leistung für die Motoren umgewandelt wird, einen naheliegenden Aufrüstungspfad weg von den bishe-rigen Entwicklungen. Dieser besteht in der Verwen-dung von Wide-Bandgap-Halbleitern (WBG) wie Siliziumkarbid (SiC).

SiC ebnet den Weg zu besserer ReichweiteHeute wird es immer wahrscheinlicher, dass Elekt-rofahrzeuge (EVs) SiC in ihrer Leistungselektronik enthalten und damit die ältere IGBT-Technologie ver-

Das Wachstum bei der Einführung von Elek-trofahrzeugen verläuft inzwischen expo-nentiell. Laut der Studie „Global EV Out-

look 2019“ der Internationalen Energieagentur waren im Jahr 2018 über fünf Millionen Elektro-Pkw auf den Straßen unterwegs, 63 Prozent mehr als im Jahr 2017, wobei die Zahl in nur zehn Jahren 250 Millionen erreichen soll. Dies entspricht dem EV30@30-Szena-rium, in dem von der achten Ministerkonferenz für saubere Energie ein Marktanteil von 30 Prozent für Elektrofahrzeuge an der Gesamtheit aller Fahrzeuge (außer Zweirädern) bis 2030 als Ziel gesetzt wurde.

Dieser Anstieg hängt jedoch von einer verbesserten Ladeinfrastruktur und den zu erwartenden techno-logischen Fortschritten zur Senkung der Fahrzeug-

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drängen. SiC-Schalter waren jedoch nicht immer die ideale Lösung: SiC-JFETs sind unbequeme selbstlei-tende (Normally-ON)-Bausteine, und SiC-MOSFETs haben sehr spezielle Anforderungen an die Gate-Treiber, wobei die Gate-Schwellenspannung stark mit der Temperatur schwankt. Außerdem weisen SiC-MOSFETs einen beträchtlichen Einschaltwiderstand für die in 400-V- und 800-V-Antriebssträngen benö-tigten Nennspannungen auf. Dies führt zu hohen Leitungsverlusten bei den betreffenden Stromstärken, die typischerweise über 100 A liegen.

Der Einschaltwiderstand von SiC-MOSFETs variiert ebenfalls mit der Temperatur, ebenso wie bei Si-MOS-FETs, und verdoppelt sich typischerweise beim Anstieg von 25 °C auf 175 °C. Es ist hinreichend bekannt, dass SiC bei sehr hohen Frequenzen schal-ten kann, was kleinere zugehörige magnetische Kom-ponenten möglich macht. Jedoch ist in Anwendungen im EV-Motorantrieb der Motor das magnetische Ele-ment, der für Drehmoment und Leistung dimensio-niert ist, weshalb die Schaltfrequenz oft auf weniger als 10 kHz eingestellt und der Wert von SiC in Frage gestellt ist. Die schnellen Flankenraten von SiC-Schal-tern führen im Vergleich zu IGBTs mit ihren langen „Tail“-Strömen bei diesen Frequenzen zwar immer noch zu geringeren Schaltverlusten, aber die Lei-tungsverluste sind nach wie vor problematisch.

Manche EV-Anwendungen haben die Technologie jedoch bereits aufgegriffen; Batterieladegeräte, Hilfs-DC/DC-Wandler und Halbleiterschutzschalter haben von SiC bei niedrigeren Leistungsstufen profitiert. Entwickler von Antriebsstrang-Leistungen haben jedoch auf Fortschritte der SiC-Technologie in Rich-tung eines akzeptabel niedrigen Einschaltwider-stands, einer besseren Robustheit und einer einfache-ren Anwendung gewartet. Jetzt ist ein Durchbruch in der Leistungsfähigkeit gelungen, der all diese Prob-leme angeht – die aktuellste Generation von SiC-FETs oder der „gestapelten Kaskoden“ (Stacked Cascodes) von UnitedSiC.

Der SiC-FET im EV-AntriebsstrangWas sind gestapelte Kaskoden? Das Prinzip einer Reihenschaltung eines Hochspannungs-SiC-JFET mit einem optimierten Niederspannungs-Si-MOSFET. Wenn die Gate-Spannung hoch ist, schließt der MOS-FET die Gate-Source des JFET kurz, wodurch er ein-geschaltet wird. Ist die Gate-Spannung niedrig, steigt die Drain-Spannung des MOSFET an, aber nur bis zu dem Punkt, an dem der JFET abgeschaltet wird, bei ungefähr 10 V. Das Ergebnis ist ein Normally-OFF-Baustein mit einfacher Ansteuerung des Gates und mit allen Vorteilen von SiC als WBG-Halbleiter: nied-riger Einschaltwiderstand, Hochspannungs- und Hochtemperaturbetrieb und ein integrierter Body-Diodeneffekt mit sehr guten Reverse-Recovery-Eigen-

SiC-FETs haben mit der aktuellsten Generation von Bauelementen mit niedrigem Einschaltwiderstand viele Vorbehalte gegen die Verwendung von Wide-Bandgap-Halbleitern in anspruchsvollen Anwendungen im Antriebsstrang von Elektrofahr-zeugen ausgeräumt. Als Kaskode geschaltet liegt der Wirkungsgrad im Vergleich zum IGBT durchgängig um ein Prozent höher, was einer vierfachen Reduzierung der Verlustleistung gleichkommt. Beim Thema Zuverlässigkeit punkten SiC-FETs neben der Temperaturbeständigkeit mit einer selbstbegrenzenden Avalanche-Drain-Span-nungscharakteristik und mit hoher Widerstandsfähigkeit gegen Kurzschlüsse.

Eck-DATEN

schaften. Der MOSFET-Chip ist physikalisch auf dem JFET-Source-Pad gestapelt, wie in Bild 1 dargestellt.

Die Idee der Kaskoden gibt es schon seit der Zeit der Vakuumröhren, aber JFET-Versionen erreichen jetzt bei hohen Nennspannungen Einschaltwider-stände, die dem idealen Schalter nahekommen. Um einige Zahlen zu nennen: Tabelle 1 zeigt eine Auswahl von SiC-FETs von UnitedSiC mit RDS(on)-Werten von nur 8,6 mΩ für einen 1200-V-Baustein und 6,7 mΩ für einen 650-V-Baustein, beide bei 25 °C. Alle sind im TO-247-Gehäuse untergebracht, einige mit 4-Leiter-Kelvin-Anschlüssen für eine optimale Gate-Ansteu-erung.

Minimierte Leitungsverluste, die sich aus den nied-rigen RDS(on)-Werten ergeben, sind nur ein Teil der Geschichte; niedrige Werte für die Ausgangskapazi-tät COSS und die Schaltenergie EON und EOFF reduzieren die Verluste ebenfalls. Und es kommt noch besser: Schalter mit induktiven Lasten, wie zum Beispiel Motorantrieben, müssen „kommutieren“, also Rück-leitung zulassen. In IGBT-Schaltungen ist eine Hoch-spannungs-Paralleldiode erforderlich, um den Rück-stromfluss zu ermöglichen. Dies verursacht Mehr-kosten, und die Dioden müssen eine hohe Leistung bei minimalem Reverse-Recovery-Energieverlust aufweisen. Si-MOSFETs enthalten eine integrierte Rückwärtsdiode, aber es handelt sich um eine Lösung mit relativ schlechter Leistung mit einem hohen Vor-wärtsspannungsabfall und erheblichen Recovery-Verlusten. Der SiC-FET ermöglicht hingegen eine Rückwärtsleitung durch den Kanal ohne Reverse-Recovery-Effekte und mit einem geringen Vorwärts-

Bild 1: Um einen Normally-OFF-Betrieb zu erlauben, sind die SiC-JFETs und ein Si-MOSFET als Kasko-de in Reihe geschal-tet. Der MOSFET-Chip ist physikalisch auf dem JFET-Source-Pad gestapelt.

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spannungsabfall, effektiv über den bereits niedrigen Einschaltwiderstand. Der gestapelte Si-MOSFET im Gehäuse leitet ebenfalls in Rückwärtsrichtung, aber da es sich um einen optimierten Niederspannungstyp handelt, ist sein Bodydioden-Abfall gering, und er trägt daher auch wenig zu den Rückkopplungsver-lusten bei.

Unter dem Strich zeigen die SiC-FETs der aktuells-ten Generation jetzt geringere Verluste als der klas-sische IGBT-Ansatz, mit zusätzlichen Nebenvorteilen. Tabelle 2 zeigt sorgfältig berechnete Verluste bei sechs Leistungsstufen im Vergleich zwischen einem aktu-ellen IGBT-Modul- Paralleldioden-Ansatz nach dem Stand der Technik einerseits und SiC-FET-Versionen andererseits.

Der mit dem SiC-FET-Ansatz erzielte Wirkungsgrad ist durchweg um etwa ein Prozent besser als bei IGBTs, was in den gezeigten Beispielen einer fast vierfachen Reduzierung der Verlustleistung bei dem typischen 100-kW-Niveau und einer fast dreifachen Reduzierung bei 200 kW entspricht. Bei EV-Anwendungen bedeu-tet dies, dass mehr Energie für eine größere Reich-weite verfügbar ist und der Kühlbedarf niedriger ist. Das führt zu einem kleineren und leichteren Kühl-körper, und in der Folge zu einer geringeren Belastung des Fahrzeugs und einer höheren Reichweite – ein positiver Kreislauf.

Eine Frage der ZuverlässigkeitDie Wide-Bandgap-Technologie ist verhältnismäßig neu, und es gab verständliche Bedenken hinsichtlich der praktischen Zuverlässigkeit. SiC-FET-Bauteile der aktuellsten Generation verfügen jetzt über umfang-reiche Testdaten und verwenden ausgereifte Produk-tionsprozesse, um Robustheit zu bieten. SiC-FETs haben insbesondere eingebaute Vorteile: über die inhärente Hochtemperaturfähigkeit von Siliziumkar-bid hinaus besitzen SiC-FETs eine selbstbegrenzende Avalanche-Drain-Spannungscharakteristik, wobei der Kanal bei Überspannung selbst vorgespannt in den aktiven Modus geht und so transiente Energie bis zu mehreren Joule absorbiert.

SiC-FETs sind zudem widerstandsfähig gegen Kurz-schlüsse. Ein hoher Strom durch den Kanalwiderstand erzeugt eine negative JFET-Gate-Vorspannung, die dazu neigt, den Baustein auszuschalten. Durch Eigen-erwärmung reduziert der positive Temperaturkoeffi-zient des Kanalwiderstands dann den Kurzschluss-strom weiter.

Durch diesen Effekt lassen sich SiC-FETs leicht zu einem automatischen Stromausgleich parallelschalten, was durch die relative Unempfindlichkeit der Schwel-lenspannung des gestapelten MOSFET sowie der Reverse-Recovery-Charakteristik gegenüber Tempe-raturänderungen zusätzlich unterstützt wird.

Tabelle 2: Sechs berechnete Beispiele für Leistungsstufen mit SiC-FETs im Vergleich zur IGBT-Lösung. Mit SiC liegt der Wirkungsgrad durchgängig um ein Prozent höher als beim IGBT.

Tabelle 1: Eine Auswahl von SiC-FETs mit Einschalt-widerständen zwi-schen 8,6 mΩ (1200 V) und 6,7 mΩ (650 V), alle untergebracht im TO-247-Gehäuse.



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KEINER ÜBERTRÄGTMEHR LEISTUNG.

AutorAnup BhallaVice President of Engineering bei UnitedSiC

Andere EV-AnwendungenSiC-FETs eignen sich darüber hinaus sehr gut für den Einsatz in Schnellladegeräten, wo sie sowohl in PFC-Frontends als auch in der DC/DC-Hauptwandlerstu-fe Spitzenwirkungsgrade bieten, typischerweise unter Verwendung phasenverschobener Vollbrücken- oder LLC-Topologien. Die Ausgangsgleichrichtung in Hochspannungsladegeräten wird wegen ihres gerin-gen Abfalls und des Fehlens von Reverse-Recovery-Verlusten häufig mit SiC-Dioden realisiert, da die Synchrongleichrichtung (SR) mit Si-MOSFETs bei hoher Spannung komplex ist und keine Verluste gegenüber Dioden einsparen kann.

Eine SR unter Verwendung von SiC-FETS mit nied-rigem RDS(on) kann jedoch ausschlaggebend sein, nach-dem Un itedSiC zeig t , dass der Baustein UF3C065007K4S bei 100 A, 50 Prozent Tastverhältnis und 125 °C einen Verlust von nur 45 W im Vergleich zu 100 W bei einer typischen SiC-Diode aufweist. SR eröffnet ferner die Möglichkeit eines bidirektionalen Stromflusses, so dass die EV-Batterie beispielsweise für den Lastausgleich von Versorgungsunternehmen Strom in das Netz zurückführen kann, mit entspre-chendem finanziellen Nutzen.

Halbleiter-Schutzschalter stellen angesichts der obligatorischen Vorschrift, die Batterien während der

Wartung und im Fehlerfall isolieren zu können, eine wichtige Anwendung in EVs dar. JFETs finden hier mit ihrer Normally-ON-Charakteristik eine natürli-che Heimat.

Pluspunkt RückwärtskompatibilitätDa die UnitedSiC-SiC-FETs im drei- und vierpoligen TO-247-Gehäuse erhältlich sind, können sie einen Drop-in-Ersatz für viele IGBTs und Si-MOSFETs in Motorantrieben darstellen, was zu einer hohen Effi-zienzsteigerung mit geringen Änderungen in der Schaltung führt, abgesehen vielleicht von Gate-Trei-ber-Widerständen zur Anpassung der Schaltflanken. Die Anforderungen an die Gate-Ansteuerspannung sind unkritisch, typischerweise 0 bis 12 V, und es könnten weitere Vorteile in Betracht gezogen werden, zum Beispiel die Reduzierung vorhandener Dämp-fungsglieder für geringere Verluste sowie sogar das Weglassen von Paralleldioden in Designs, die ur sprünglich auf IGBTs basierten. (na)



Messtechnik Steckerlose Kontaktierung


Kompakt, sicher und steckerlosThermoelement-Stecksystem optimiert Arbeitsabläufe

Die Entwicklung der Verbindungstechnik Thermo Direct Connect (TDC) vereinfacht die Monta-ge von Thermoelement-Messstellen und gestaltet Arbeitsabläufe effizienter. Die Technik er-möglicht eine steckerlose Aufrüstung um innovative Fahrzeug-Messtechnik und reduziert das Risiko der Verpolung auf ein Minimum. Autoren: Felix Ottofülling, Jens Powala

Ein weiteres Problem bei sämtlichen manuellen Montagevorgängen birgt das Risiko der Verpolung. Jederzeit ist es mög-lich, dass es – trotz Farbkennung – zur Verwechslung der Plus-Ader (NiCr) mit der Minus-Ader (Ni) bei der Montage kommt. Die Folge: eine mit dem Vorzei-chen gedrehte Thermospannung wird an die Messtechnik übergeben. Steigt inso-fern die Temperatur am Fühler physika-lisch, wird eine umgedrehte Thermospan-nung gemessen, die dazu führt, dass die angezeigte Temperatur am Messsystem sinkt. Diese Verpolungen sind nie ganz auszuschließen. Dabei verursachen sie fehlerhafte Messdaten, die unter Umstän-den ganze Versuchsreihen und deren wis-senschaftliche Rückschlüsse verfälschen und somit zunichtemachen.

Bei Thermomodulen mit TDC geschieht das Einschieben der Thermokabel direkt, Kontaktie-

rung und Verriegelung erfolgen automa-tisch. Die steckerlose Kontaktierung zwi-schen Messstelle und Modul vereinfacht die Thermoelement-Messtechnik radikal und erlaubt den Einsatz innovativer Mess-technik bereits in der Entwicklungsphase.

Manuelle und zeitintensive Kon-taktierungHäufig kommen Temperatursensoren auf Basis einer Zweidraht-Thermoelement-Leitung zum Einatz, beispielsweise für Typ K (NiCr-Ni), da sie über eine günstige Fühlerleitung und einfache Anschluss-technik verfügen. Doch ist seit jeher die Kontaktierung von Fühlerleitungen an

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Steckern ein manueller, aufwendiger und demzufolge zeitintensiver Vorgang. Bis heute geschieht die Befestigung der beiden Leitungen an die Schraubkontakte der Ste-cker händisch. Dies erfordert folgende Arbeitsschritte:

• Abisolieren der Fühlerleitung

• Aufschrauben und Entfernen vom Ste-ckerdeckel

• Überstülpen und Aufcrimpen der Zug-entlastungshülse

• Umbiegen der Fühlerleitung in die U-Form

• Lösen der beiden Klemmkontakte

• Einlegen der abisolierten, gebogenen Fühlerader unter die Klemmkontakte

• Festschrauben der Klemmkontakte

• Auflegen und Festschrauben des Ste-ckerdeckels

Bild 1: Kontaktiertechniken im Vergleich: Das M-TDC 8 mit steckerloser Kontaktierung (oben) und das M-Thermo 2 mit herkömmlicher Kontaktierung (unten).

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M-TDC 8 spart Zeit und erhöht SicherheitDas TDC-Verfahren ermöglicht eine direk-te Kontaktierung der Thermoleitungen und senkt die Fehlerhäufigkeit durch eine unkomplizierte Handhabung. Daraus resultiert eine hohe Zeitersparnis und eine Maximierung der Verpolungssicherheit. Ausgangspunkt ist das Thermomodul M-TDC 8 (Bild 1). Dieses ermöglicht erst-mals die steckerlose Kontaktierung zwi-schen der Messstelle und dem Modul, indem das birnenförmige TDC-Thermo-kabel (TDC-IN-Kabel) einfach in das Gerät geschoben wird (Bild 2). Über eine Feder wird das Kabel im Modul sicher arre-tiert, sodass es hohen Zugkräften stand-hält. Dadurch wird sichergestellt, dass es auch bei rauen Anwendungen und großen Vibrationen die Kontaktierung nicht ver-liert und zu 100 Prozent funktioniert. Über die Betätigung des Entriegelungshebels lässt sich das Kabel nach Messende leicht aus dem Modul entfernen. Der Leitungs-querschnitt des Kabels ist asymmetrisch gestaltet, um einen verpolungssicheren Sensoranschluss zu garantieren. So ist sichergestellt, dass das TDC-Thermokabel stets mit der richtigen Polung in das Modul eingeführt wird. Dieses Prinzip ist schnell, direkt und unkompliziert, beschleunigt die Aufrüstung von Messstellen und Sen-soren und ermöglicht noch effizientere Arbeitsabläufe. Folgende Vorteile bietet das TDC-System:

Highlights des M-TDC 8:• Acht Messeingänge Typ K (NiCr/Ni)• Steckerlose Anbindung via TDC-Thermo-

kabel (TDC-IN Kabel)• Entriegelungshebel zur Entnahme der

Thermoleitung• Präzise Temperaturmessungen dank

PT100-Vergleichsmessstellen• Kaltstellenkompensation für jeden Kanal• Status-LED an jedem Messeingang• Messdatenausgabe auf CAN• Galvanische Trennung (Kanal, CAN, Ver-

sorgung und Gehäuse)• Hitze- und kältebeständig von -40 °C bis

+125 °C

Eck-DATEN

• Hohe Zeitersparnis durch direkte Kabel-kontaktierung

• Fehlerfreie Messergebnisse durch ver-polungssichere Kontaktierung

• Hohe Flexibilität dank Kompatibilität zu Bestandssystemen

• Sichere elektrische Verbindung dank hoher Verriegelungskräfte/Zugentlas-tung

• Hohe Schock- und Temperaturresistenz zur sicheren Anwendung in rauen Umgebungen

• Reduzierte Lagerhaltungskosten von Thermoleitungen

• Thermoleitungen versehen mit einem auf Teflon-basierenden Mantel- und Iso-lationswerkstoff

Flexibles System bietet InvestschutzApplizierte Temperaturmessstellen lasen sich aus dem TDC-Thermokabel herstel-len: während auf das eine Endstück kur-

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zerhand eine Messpille aufgeschweißt wird, wird das andere Ende einfach in das Modul gesteckt, wo es direkt kontaktiert und eine sichere elektrische Verbindung aufbaut. Die Fühlerleitungen erlauben – dank des händischen Zuschnitts von der

Bild 2: Das birnenförmige TDC-Thermokabel wird einfach in das Gerät gescho-ben und automatisch arretiert. Damit widersteht es hohen Zugkräften und ver-liert auch unter harschen Bedingungen nicht die Kontaktierung.





Autoren Felix Ottofülling Entwicklungsleiter Digital Solutions bei Ipetronik

Jens Powala Marketing und PR bei Ipetronik

Rolle – eine optimale Länge, sodass kein überschüssiges Kabel anfällt. Durch die Flexibilität der Leitungsführung und wie auch durch die individuelle Ablängung ist die Applizierung der Temperaturmessstel-len auf engstem Raum sehr einfach und schnell möglich.

Darüber hinaus berücksichtigt das TDC-System den Anschluss an bestehende Sen-sorik und Messtechnik (auch anderer Her-steller). Diese Kompatibilität zu Bestands-systemen ermöglicht volle Flexibilität und bietet einen Investschutz. Das System ist so konzipiert, dass sich herkömmliche Sensoren mit konventionellen Miniatur-Thermoelement-Steckern an das Thermo-modul anschließen lassen. Dafür wurden speziell der TDC-Stecker sowie die TDC-Buchse entwickelt. Die TDC-Buchse bildet das Bindestück zwischen dem herkömm-lichen Thermostecker und dem TDC-Ther-mokabel. So muss künftig nur noch eine Kabelrolle bevorratet werden, wobei die Thermoleitung mit einem auf Teflon-basierenden Mantel- und Isolationswerk-stoff versehen ist. Dieses Material ist mechanisch belastbar und besitzt sowohl eine hohe Widerstandskraft gegen aggres-sive Medien als auch gute elektrische Iso-lationseigenschaften. Es ist besonders hitze- und kältebeständig und lässt sich in einem Temperaturbereich von -190 °C bis +260 °C einsetzen.

Applikationsbeispiel Mess- und Datenlogger-SystemFür die Messung von Temperatur- und Steuergerätedaten kann ein Mess- und

Datenlogger-System zum Einsatz kom-men, das aus dem Temperaturmessmodul M-TDC 8 mit entsprechendem Equipment und dem passendem Datenlogger IPEhub2 besteht. Zur Messdatenerfassung eignet sich die Software IPEmotion wie auch die dazugehörige Android App, die zur Online-Visualisierung zum Einsatz kommt (Bild 3). Das kompakte, acht-kanalige Thermomodul M-TDC 8 ermög-licht hierbei die steckerlose Kontaktierung

zwischen der Messstelle und dem Modul. Durch seine Formdichtungen im Einfüh-rungskanal erreicht das Modul die Schutz-klasse IP 67 und erfüllt somit sämtliche Anforderungen bezüglich des Einsatzes in rauen Umgebungen hinsichtlich Umge-bungstemperatur, Vibration, Zugkraft und Feuchte.

Mit dem Datenlogger IPEhub2 mit wechselbarer SD-Speicherkarte und inte-grierter WiFi-Schnittstelle lassen sich die Anforderungen zur Erfassung von 16 Temperaturmessstellen (auf CAN1) und der Steuergerätedaten für den Antrieb (auf CAN2) technisch sehr schnell umsetzen. Die Softwarekonfiguration des Systems erfolgt mit der PC-Messdatenerfassungs-

software IPEmotion über eine WiFi- oder LAN-Schnittstelle. Daher kann der Ver-suchsingenieur das Messsystem im Pra-xisfall von seinem Arbeitsplatz aus kon-figurieren, Messstellen definieren und initialisieren (sofern das W-LAN aktiviert ist). Die Speicherung der gemessenen Daten aus den Steuergeräten und Mess-modulen erfolgt auf der SD-Karte des IPEhub2 und sind im Anschluss (via WiFi) zur Auswertung auf den PC übertragbar.

Mit der zugehörigen Android App las-sen sich die gewonnenen Messdaten direkt online über verschiedene Anzeige-Instrumente visualisieren. Weiterhin ist die Ausführung verschiedener Trigger-Ereignisse, beispielsweise zur Datenspei-cherung über die App, möglich. Dadurch hat der Versuchsingenieur schon während der Testdurchführung einen Überblick, ob sämtliche Daten von den Messstellen und Steuergeräten richtig erfasst werden. Diese Art der „Online-Qualitätssiche-rung“ ermöglicht es bei der Versuchs-durchführung, die vollständige Messda-tenaufzeichnung zu überprüfen, ohne dabei mit unhandlichen Notebooks arbei-ten zu müssen. (na)

Bild 3: Für die Mes-sung von Temperatur- und Steuergeräteda-ten kann ein Mess- und Datenlogger-Sys-tem zum Einsatz kommen, das aus dem Temperatur-messmodul M-TDC 8 mit entsprechendem Equipment und dem passendem Datenlog-ger IPEhub2 besteht.

Bilde

r: Ipe

tronik

Das TDC ist kompatibel zu

Bestands-systemen ande-rer Hersteller.


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Für Elektrofahrzeuge Hochspannungs-Aluminiumkondensatoren AEC-Q200-qualifizierte Hochspannungs-Aluminiumkondensatoren von Vishay bieten erhöhte Zuverlässigkeit und mehr Design-Freiheit. Bei den zwei Kondensatorserien 152 CME und 192 CTX von Vishay handelt es sich

um AEC-Q200-qualifizierte SMD-Aluminium-Elekt-rolytkondensatoren für Automobil-Anwendungen mit Nennspannungen bis 450 V, die für Betriebs-temperaturen bis +125°C und eine Lebensdauer von bis zu 6.000 Stunden ausgelegt sind. Wegen ihrer hohen Temperaturfestigkeit und Lebensdauer eignen sie sich für anspruchsvolle Anwendungen unter rauen Umgebungsbedingungen. Die AEC-Q200-qualifizierten, polarisierten Aluminium-Elektrolytkondensatoren mit pastösem Elektrolyt

eignen sich etwa zum Glätten, Filtern und Zwischenspeichern von Be-triebsspannungen in Stromversorgungen und tragbaren Ladegeräten für Elektrofahrzeuge und Industrieausrüstung. Zur Wahl stehen sieben Grö-ßen von 10 × 10 × 10 mm³ bis 18 × 18 × 21 mm³ und Kapazitäten von 2,2 µF bis 33 µF. Die RoHS-konformen Kondensatoren sind nicht spitzenstrom-begrenzt und erlauben sicheres Laden und Entladen.

Für Automotive Ethernet und CAN/CAN FDVielseitiges Netzwerk-InterfaceBei dem VN5620 von Vector handelt es sich um ein kompaktes und sehr leistungsfähiges Interface für Ethernet-Netzwerke und CAN/CAN FD. Der Entwickler deckt mit dem Interface eine große Anzahl an Anwendungsge-

bieten ab. Freie Konfigurationsmög-lichkeiten der Hardware ermöglichen es den Nutzern, mit CANoe.Ethernet eine flexible Restbussimulation zu ge-stalten. Zusätzlich verfügt das VN5620 über Medienkonvertierfunktionen so-wie einem Daten-Link zwischen 100BASE-T1/1000BASE-T1 und 100BA-

SE-TX/1000BASE-T Physical Layer. Das VN5620 erlaubt Testern einen indivi-duellen Zugriff auf jeden Port. Der Anwender testet dadurch mehrere identische Systeme auf einem Prüfstand und führt Fahrzeugdiagnosen durch. Die Konfigurationsoptionen des VN5620 erleichtern dem Nutzer die Handhabung hoher Datenraten. Tester können unterschiedliche Testan-forderungen umsetzen indem sie verschiedene Segmentierungstypen zu-sammenschalten. Das Speichern von Konfigurationen auf dem VN5620 er-möglicht eine schnelle Wiederherstellung von Gerätekonfigurationen.

Mit hoher LeistungsdichteKondensatoren im kompakten GehäuseKemet baut sein Angebot rund um die Leistungswandlung weiter aus und bietet seine KC-Link-Kondensatoren nun in kompakten Konnekt-Gehäuse

an, um der wachsenden Nachfrage in den Be-reichen schnell schaltender WBG-Halbleiter, EV/HEV, LLC-Resonanzwandler und drahtlo-ser Ladeanwendungen nachzukommen. Die Kombination aus Kemets C0G-Dielektrikum der Klasse 1 mit der Konnekt-Technik sorgt für ein verlustarmes Gehäuse mit niedriger

Induktivität, das extrem hohe Rippelströme ohne Änderung der Kapazität über der Gleichspannung und mit vernachlässigbarer Änderung der Kapa-zität über der Temperatur ermöglicht. Die Kondensatoren sind für einen Betriebstemperaturbereich bis 150 °C ausgelegt, eignen sich für Anwen-dungen mit hoher Leistungsdichte, die nur minimale Kühlung erfordern und werden in der Nähe schnell schaltender Halbleiter montiert. Durch die hohe mechanische Robustheit lassen sich KC-Link-Kondensatoren mit Konnekt ohne Leadframes montieren. Dies soll eine geringe effektive Seri-eninduktivität (ESL) garantieren, den Betriebsfrequenzbereich erhöhen und die weitere Miniaturisierung ermöglichen.

Vernetzung im FahrzeugGreen Hills integriert Excelfore-Portfolio Im Rahmen einer Kooperation will Green Hills Software (GHS) das Portfolio von Excelfore an In-Vehicle-Network-Stacks und -Lösungen anbieten. Sie sind mit dem Echtzeit-Betriebssystem (RTOS) Integrity von GHS und seinem

Embedded-Hochleistungs-netzwerk-Stack TCP/IP v4/v6 inte-griert und opti-miert. Die Proto-koll-Stacks von Excelfore bein-halten Unterstüt-zung für Ether-net-AVB/TSN-Tal-

ker/Listener, DoIP, SOME/IP, RTP/RTCP (einschließlich IEEE 1733), gPTP-Slave/Bridging. Excelfores Stacks bringen zeitkritische Netzwerke auf Ethernet und bieten einen robusten Lösungssatz für TCP/IP (Internet Protocol), um Endge-räte im gesamten angeschlossenen Fahrzeug zu erreichen. Excelfores eAVB/TSN ermöglicht den Zugang zu CAN, LIN und anderen Bussen.

Entspricht Digital Key Release 2.0NFC-Lese-IC für digitale AutoschlüsselST Microelectronics erweitert sein Portfolio an NFC-Lese-ICs der Reihe ST25R um den ST25R3920. Im Verbund mit der DPO- und NSR-Technik bietet er ei-ne höhere HF-Ausgangsleistung und eine verbesserte Eingangsschaltung,

was zu einer schnelleren Reaktion des Autoschlüssels und höheren Anwender-komfort führt. Mithilfe der DPO-Technik arbeitet der Baustein mit einer HF-Dau-erausgangsleistung von bis zu 1,6 W, die sich kurzfristig auf 2,5 W anheben lässt, um auch mit einer kleinen Antenne und über größere Distanzen eine NFC-Kom-munikation zu gewährleisten. Die NSR-Technik von ST wiederum verbessert die

Immunität gegenüber Störbeeinflussungen, so dass sich die Beständigkeit gegen elektromagnetische Störungen verbessert. Die automatische Anten-nenabstimmung kompensiert zudem Veränderungen des HF-Umfelds und die Detektierung des Schlüsselsignals mit induktivem Wakeup minimiert die Belastung der Batterie bei Nichtbenutzung. Der ST25R3920 unterstützt die Digital Key Standardization, Release 2.0, des Connected Car Consortiums.

AEC-Q100 qualifiziertPower Switch für Automotive-AnwendungenBei dem PI5USB2546AQ von Diodes handelt es sich um einen USB-Ladean-schluss-Controller und Lasterkennungssschalter mit einer integrierten USB

2.0-Hochgeschwindig-keits-Datenleitung (D+/D-). Er ist sowohl mit CDP/DCP-USB-BC1.2 als auch mit nicht BC1.2-Geräten kompati-bel und wurde nach AEC-Q100 qualifiziert. Der PI5USB2546AQ ver-

fügt über einen integrierten 73-mΩ-High-Side-MOSFET, einen Leistungsver-teilungsschalter, der für Anwendungen mit hoher kapazitiver Last und Kurz-schlüssen vorgesehen ist. Er unterstützt zwei verschiedene Power-Manage-ment-Funktionen, Power Wake und Port Power Management (PPM) für An-wendungen mit mehreren Anschlüssen. Zudem ermöglicht er das Laden im Sleep-Modus, die CDP/DCP-Modi der USB-Batterieladespezifikation 1.2 so-wie eine automatische SDP/CDP-Umschaltung. Der Controller eignet sich für Anwendungen in einem Umgebungstemperaturbereich von -40 bis 85°C.

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Active-Sensing-TechnologieHaptische Fähigkeiten von HMIs ausbauenDurch einen neuen Lizenzvertrag mit Immersion nutzt Alps Alpine nun die aktive Sensing-Technologie von Immersion in seinen Touch-Feed-back-Geräten. Haptik macht es für die Fahrer sicherer, die HMI eines

Fahrzeugs zu bedienen, und reduziert die Ablenkung des Fahrers. Als erster Li-zenznehmer der Active-Sensing-Techno-logie bietet Alps Alpine nach eigenen Angaben realistische Touch-Feedback-Lösungen für HMI-Anwendungen im Au-tomobilbereich für Tasten, Wählschei-ben, Schalter und Texturen in hängen-den Touch-Displays und Oberflächen. Sie bietet Echtzeitkontrolle über Aktua-torschwingungen und ermöglicht sau-

bere, scharfe und sofortige Reaktionen auf die Interaktion eines Benut-zers. Sie verwendet einen robusten Algorithmus, um auf den aktuellen Zustand des Aktuators zu reagieren, wobei jede Sub-Millisekunde Be-fehlsentscheidungen getroffen werden, um mit hoher Genauigkeit hap-tische Effekte zu erzielen.

Tauchlöt-Versionen und KabelsteckverbinderCable-to-Board-Steckverbinder Erni erweitert seine iBridge-Ultra-Steckverbinder um gerade und abgewin-kelte Messerleisten mit Tauchlötanschluss. Gerade in der Automobilindustrie ist Tauchlöten eine zuverlässige Verbindungstechnik. Darüber hinaus stehen

die Cable-to-Board-Steckverbinder nun auch als konfektionierte Kabel-steckverbinder zur Verfügung. Die Steckverbinder im 2,0-mm-Raster sind speziell für den Einsatz in rauen Umgebungen geeignet und ermögli-chen kompakte Verbindungen, die hohen Vibrationen standhalten müs-sen. Für die hohe Robustheit sorgt

die TPA („Terminal Posítion Assurance“), eine zusätzliche Fixierung der Crimpkontakte im Buchsengehäuse. Die iBridge-Ultra-Steckverbinder wur-den nach den anwendbaren Anforderungen USCAR-2 & USCAR-21 getestet und gemäß UL zertifiziert. Trotz des kleinen Rasters besitzen die Steckver-binder eine Strombelastbarkeit von bis zu 8 A pro Kontakt. Die doppel-schenkligen Federkontakte sorgen für ein sicheres Stecken, und die gestanz-ten Messerkontakte sind robust, koplanar und mit hohen Strömen belastbar. Die Steckverbinderfamilie umfasst nun folgende Varianten: Gerade und ab-gewinkelte Messerleisten mit SMT- oder Tauchlötanschluss. Die Steckverbin-der mit verzinnten Kontakten arbeiten im Temperaturbereich von -40 bis +100 °C und sind mit den Polzahlen 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und 12 Polen erhältlich.

Kooperation von AVL und NorcomOffene Data-Intelligence-Lösung AVL List und Norcom Information Technology unterstützen die Big-Data-Erweiterung des neuen Standards ASAM DS 6.1.0. in ihrem Produktportfo-

lio und bieten damit eine offene und nahtlose Data-Intelligence-Lösung für die Automobilindustrie. Der soge-nannte ODS-Standard konzentriert sich auf das dauerhafte Speichern und Abrufen von Testdaten. Der ODS-Ser-ver von AVL, Santorin MX genannt, ist der erste ODS- Server, der den ODS-Big-Data-Standard unterstützt. Mit der darauf basierenden, von Norcom

entwickelten Schnittstelle wird eine neue Dimension der Messdatenanaly-se ermöglicht. Folgende Funktionen sind im Produktportfolio von AVL und Norcom verfügbar: Skalierbare Konvertierung aller Kfz-Datenformate in das Avro-Packed- und Parquet-Packed/Point-Schema, Analysebibliothe-ken, Integration umfassender Vollkontext-Suchdienste, Integrations- und Exportfunktionen sowie die Verarbeitung von Analyseergebnissen und die Nutzung der Echtzeitsuche.

Auf dem Non-ZIF-Prinzip basierendBoard-to-Cable-System mit Flexible Flat CableDie Y-Lock-Serie von Yamaichi ist ein Board-to-Cable-System, das in drei verschiedenen Versionen verfügbar ist. Die für den Automotive-Steckver-binder passenden FFC (Flexible Flat Cable) stellt das Unternehmen im eige-

nen Werk in Deutschland her. Die Ver-riegelung des auf dem Non-ZIF-Prinzip basierenden Steckverbindersystems funktioniert ohne Öffnen beziehungs-weise Schließen einer Klappe oder Schublade und ohne Betätigung eines Entriegelungsmechanismus. Bei Versi-on 1 erfolgt die Verriegelung über Rast-haken am Steckergehäuse, die hinter dem Supporting Tape der FFC/FPC ver-

rasten. Bei Version 2 kommt ein zusätzlicher Kunststoff-Stiffener zum Ein-satz, der mechanisch mit der FFC assembliert wird. Die Kontaktüberde-ckung zwischen FFC-Pads und Steckverbinder wird gewährleistet durch die Führung der FFC im Steckverbinder. Die Führung wird bei Version 2 durch den Einsatz des Stiffeners zur Positionierung der FFC nochmals erleichtert. Für noch bessere Kontaktzuverlässigkeit in kritischen Anwendungen ist die Version 3 mit zusätzlicher Verriegelung in Form von seitlichen und fronta-len Rasthaken ausgestattet. Ansonsten ist sie baugleich mit Version 2. Alle Versionen halten hohen Belastungen bei Vibrationen und Schock stand und sind in einem Temperaturbereich von -40 bis +105 °C einsetzbar.

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Kontinuierliche SelbstüberwachungXYZ-MEMS-Sensor mit sechs FreiheitsgradenMurata hat einen MEMS-Inertialsensor mit sechs Freiheitsgraden für si-cherheitskritische Funktionen im Automobilbereich entwickelt, der über eine Selbsttest-Funktion für die kontinuierliche Selbstüberwachung ver-

fügt. Der Sensor des Typs SCHA600 ist ein gemäß AEC-Q100 qualifizierter Sing-le-Package-Baustein, der ASIL-D-kom-patibel ist. Mit einer Allan-Varianz von 0,9°/h bei Zimmertemperatur und ei-nem effektiven Rauschen des Drehra-tengebers von unter 0,007°/s bietet der Sensor laut Hersteller für Automotive-Anwendungen ein klassenbestes Per-

formance-Niveau, was die Bias-Stabilität und das Rauschen angeht. Die Orthogonalität der Messachsen kalibriert Murata werksseitig, so dass Sys-temintegratoren der Zeit- und Kostenaufwand für die eigene Umsetzung dieses Prozessschritts erspart bleibt. Die dynamische achsenübergreifen-de Kalibrierung sorgt für einen achsenübergreifenden Fehler von besser als 0,3° über den Temperaturbereich. Das Bauelement ist in einem 18,7 mm × 8,5 mm × 4,5 mm großen SOIC-Gehäuse mit 32 Pins untergebracht und für den Temperaturbereich von -40 °C bis +110 °C ausgelegt.

Für DC-Ladesäulen, EVs und PrüfständeSchütze mit SpiegelkontaktenEine Sicherheitsschaltung überprüft, ob die Kontakte an einem Schütz kor-rekt geschlossen oder geöffnet sind. Hierfür geeignet sind die Schütze mit

Spiegelkontakten der Serie C310 von Schaltbau. Spiegelkontakte in Schützen sind gemäß der Norm IEC 60947-4-1, Anhang F Hilfs-Öffner, die niemals gleichzeitig mit einem Schließer-Haupt-kontakt geschlossen sein können. Diese Funkti-onalität muss durch die mechanische Konstruk-tion eines Schützes sichergestellt sein. Der mini-male Abstand zwischen den Kontakten des Spiegelkontakts darf 0,5 mm nicht unterschrei-

ten. Öffnet der Hauptkontakt also nicht, so schließt der Spiegelkontakt auf keinen Fall. Der Spiegelkontakt wird dann über den Rückführkreis abgefragt und lässt sich in einer Sicherheitsschaltung verwenden. Die Schütze der Se-rie C310 sind mit solchen Hilfsschaltern mit Spiegelkontaktfunktion ausge-stattet. Sie lassen sich zur sicheren Überwachung der Schaltzustände etwa in Elektroautos oder auch Automobil-Prüfständen einsetzen. Die Serie um-fasst einpolige AC- und bidirektionale DC-Schließerschütze für thermische Dauerströme von 150 A, 300 A und 500 A. Die Bemessungsisolationsspan-nung beträgt 1500 V. Da die DC-Schütze in beide Stromrichtungen schalten können, sind sie für Anwendungen mit Energierückspeisung geeignet.

Mit hohem SpitzenwirkungsgradGeregelter Wandler für 48 V auf 12 V mit 750 WDer Wandler DCM3717 von Vicor ist ein geregelter Wandler von 48 V auf 12 V ausgelegt für die Märkte Automotive, Industrie und Datenzentren. Der Wandler arbeitet mit einem 40- bis 60-V-SELV-Eingang, ist nicht isoliert

und bietet einen geregelten Ausgang mit einem Bereich von 10,0 bis 13,5 V. Die kontinuierliche Nennleistung liegt bei 750 W und laut Herstellerangaben bringt es das Bauelement auf einen Spitzenwirkungsgrad von 97 Prozent. Untergebracht ist der Wandler in ei-nem 37 mm × 17 mm × 7,4 mm gro-ßen Gehäuse zur Oberflächenmonta-

ge. Der Wandler unterstützt die LV148-Spezifikation (48-V-Automobilstan-dard) für reine Elektro- und Hybridfahrzeuge und den Open-Rack-Stan-dard V2.2 für verteilte 48-V-Server-Backplane-Architekturen. Damit ist ei-ne geregelte Option für 48 V zu 12 V für nachgeschaltete mehrphasige 12-V-Mehrphasen-Punkt-zu-Punkt-Wandler bereitgestellt.

Ströme von 1 A bis 3 ASiGe-Gleichrichter für thermische StabilitätNexperia hat mit der PMEG-Baureihe Silizium-Germanium-Gleichrichter mit Sperrspannungen von 120 V, 150 V und 200 V entwickelt, welche die hohen Wirkungsgrade von Schottky-Dioden und die thermische Stabilität von Fast-

Recovery-Dioden in sich vereinen. Die SiGe-Gleichrichter für Ströme von 1 A bis 3 A lassen sich im erweiterten sicheren Betriebsbereich bis 175 °C nutzen, ohne dass die Bauteile ther-misch instabil werden. Durch eine niedrige Durchlassspannung V

f und

kleine Qrr-Werte sollen die SiGe-

Gleichrichter Vorteile bei Leitungs- und Schaltverlusten bieten und sich im Gegensatz zu PN-Dioden auf einen höheren Wirkungsgrad in Hochtemperatur-Umgebungen optimieren las-sen. Ein Kupferclip verringert den Wärmewiderstand und verbessert die Ab-leitung der Wärme in den Umgebungsbereich, was kleinere und kompakt ausgelegte Leiterplatten-Designs ermöglicht. Darüber hinaus ist beim Wechsel zur SiGe-Technologie der pinkompatible Ersatz von PN- und Schottky-Dioden möglich. Die gemäß AEC-Q101 zugelassenen SiGe-Bauele-mente sind in thermisch modifizierten CFP3- und CFP5-Packages erhältlich.

Bild: Murata

IPM-Technologie für die E-MobilitätSiC-MOSFETs für intelligente LeistungsmoduleCissoid kündigt seine neue 3-Phasen-SiC-MOSFET-Plattform für intelligente Leistungsmodule (IPM) in der E-Mobilität an. Die IPM-Technologie bietet ei-ne Komplettlösung einschließlich eines wassergekühlten 3-Phasen-SiC-

MOSFET-Moduls mit integrierten Gate-Treibern. Das 3-Phasen-SiC-MOSFET-IPM mit 1200 V/450 A zeichnet sich durch niedrige Leitungsverluste mit 3,25 mΩ Einschaltwiderstand und niedrige Schalt-verluste mit 8,3 mJ Einschalt- beziehungs-weise 11,2 mJ Ausschaltenergie bei 600 V/ 300 A aus. Es ist wassergekühlt durch eine leichte AlSiC-Stift-Finnen-Basisplatte für

einen thermischen Übergangswiderstand von 0,15 °C/W. Das Leistungsmo-dul ist für eine Sperrschichttemperatur von bis zu +175 °C ausgelegt. Das IPM widersteht Isolationsspannungen bis zu 3600 V (50 Hz, 1 min). Der ein-gebaute Gate-Treiber enthält drei isolierte On-Board-Stromversorgungen mit einer Leistung von jeweils bis zu 5 W pro Phase, so dass das Leistungs-modul bei bis zu 25 kHz und bei Umgebungstemperaturen von bis zu +125 °C betreibbar ist. Ein Spitzen-Gate-Strom von bis zu 10 A und eine Immunität gegen hohe dV/dt (>50 kV/µs) ermöglichen ein schnelles Schalten des Leis-tungsmoduls und geringe Schaltverluste.

Bild: Cissoid

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Vicor

Stabile BeleuchtungKompakter LED-TreiberRohm erweitert sein Angebot um den Ein-Kanal-Konstantstrom-LED-Treiber BD18336NUF-M für die Ansteuerung von LEDs in Automobilanwendungen wie Rücklichter, Blinker, Nebelscheinwerfer, Schlussleuchten oder Tagfahr-

lichter. Der IC ist für den Einsatz in LED-Lampenmodule geeignet und weist ein hohes Maß an Zuverlässig-keit, Sicherheit und Flexibilität für das Wärmemanagement von LEDs auf. Sein monolithischer Aufbau soll bei einem Abfall der Batteriespannung auf 9 V eine stabile Beleuchtung ge-währleisten. Die konfigurierbare

Strombypassfunktion verhindert das Abschalten der LEDs und sorgt dafür, dass stets eine Mindesthelligkeit beibehalten wird. Die von den LEDs er-zeugte Wärme wird durch ein integriertes Derating des Stromes unter-drückt. Der thermisch einstellbare Ausgangsstrom begrenzt die von den LEDs generierte Wärme und verlängert dadurch ihre Lebensdauer.

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Rohm

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Neue Produkte

200-kVA-Inverter-Referenz: bis 35 Mal schnellerKI-basierter Soft-Switching-Controller für EVs Pre-Switch hat einen AI-DC/AC- und einen AC/DC-Soft-Switching-Controller entwickelt, der Effizienz- und Leistungsvorteile für eine Vielzahl von An-wendungen zum Beispiel bei EVs und erneuerbaren Energien bieten soll.

Doppelpuls-Testdaten aus fir-meneigenen Testreihen sollen belegen, dass die Pre-Switch-Soft-Switching-Plattform – bestehend aus der Pre-Drive3-Controllerplatine, die vom Pre-Flex-FPGA mit Strom versorgt wird, und der RPG-Gate-Treiberplatine – die Ge-samtschaltverluste des Sys-tems laut Herstellerangaben

um 90 Prozent oder mehr reduzieren kann. Pre-Switch will es Anwendern so ermöglichen, Systeme mit Schaltfrequenzen zu bauen, die 4 bis 5 Mal schneller sind als ihre hart geschalteten IGBT-Systeme und 35 Mal schneller als ihre hart geschalteten SiC- und GaN-Systeme. Dies wird mit der Hälfte der Transistoranzahl erreicht. Im Falle eines EV-Inverters auf SiC-Basis er-zeugt die Erhöhung der F

sw von den allgegenwärtigen 10 kHz auf 100 kHz

oder 300 kHz eine nahezu perfekte Sinuswelle ohne Ausgangsfilter. Das Er-gebnis ist die Eliminierung unnötiger Motor-Eisenverluste und ein höherer Wirkungsgrad des Motors bei niedrigem Drehmoment und niedriger Dreh-zahl. Höhere Schaltfrequenzen ermöglichen auch Motoren mit höheren Drehzahlen, die leichter und kostengünstiger sind. Das Unternehmen setzt hierzu künstliche Intelligenz (KI) ein, um das relative Timing der Ele-mente innerhalb des Schaltsystems, das erforderlich ist, um eine Resonanz zum Ausgleich der Strom- und Spannungswellenformen zu erzwingen, ständig anzupassen und so die Schaltverluste zu minimieren.

Individuell gestaltbare BenutzeroberflächeEntwicklungstester in nächster Generation Softing hat die neue Generation des Entwicklungstesters DTS Monaco vor-gestellt. Das Off-Board-Diagnosewerkzeug deckt von ECU-Test bis Fahr-zeugfreigabe einen breiten Anwendungsbereich ab. DTS 9 ist ausgelegt

für die Ferndiagnose-Unter-stützung im Entwicklungs-netzwerk (Remote Diagno-se) und erlaubt die Darstel-lung und Aufzeichnung von DoIP-Kommunikation. Er verfügt über neue Funk-tionen im Bereich OTX-Un-terstützung (neue OTX-ISO-Standard) sowie bei der

funktionalen Diagnose. Hinzu kommt ein überarbeitetes Security-Kon-zept, eine 64-Bit-Software mit mehrsprachiger Oberfläche, neue grafische Instrumente zur Messung und Stellglieddiagnose sowie eine intuitive, touch-fähige Navigation und Programmstruktur. Der Entwicklungstester verfügt über eine frei gestaltbare Oberfläche, welche sich aus vordefinier-ten, aber flexibel konfigurierbaren Steuerelementen zusammensetzt. Für weit verbreitete Anwendungsfälle wie Fehlerspeicheroperationen, Steuer-geräteprogrammierung oder Variantencodierung sind die passenden Steuerelemente bereits im Lieferumfang enthalten und lassen sich vom Anwender ohne detaillierte Vorkenntnisse intuitiv anwenden. Darüber hi-naus lassen sich nun auch OTX-Abläufe über das Werkzeug erstellen und direkt in DTS Monaco einbinden und starten. Die können als Makros Ver-wendung finden, ermöglichen aber auch die Implementierung vordefi-nierter Diagnosefreigaben. Durch die in OTX integrierte Möglichkeit, Oberflächenelemente zu erstellen, lassen sich auch Anwenderinteraktio-nen und maßgeschneiderte Darstellungen realisieren.

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Impressum/Verzeichnisse


Amphenol Tuchel 41ASAP Engineering 29DELO 3Digi-Key 7

dSPACE TitelseiteETAS 4. USFeinmetall 9Gentex 15

Mentor Graphics 35MKU 3. USRutronik 23Schaltbau 43

Schott 11Stäubli Tec-Systems Robotics 13Süddeutscher Verlag 31

Synopsys 27Vector Informatik 2. US

5GAA 14Apple 3ARAI 14ARM 14Audi 14AutoX 14Bauder Stiftung 10Beijing Automotive 10Beijing Sino Hytec 10Bendix 10BMW 14Bosch 10BTC 16CAM 8Changchun Xuyang Industry 11China FAW 10Clarion Malaysia 10

Continental 10, 14Daimler 11, 14DJI 14Dongfeng Motor 10Dräxlmaier 14dSPACE 16Elektrobit 6Escrypt 10Faurecia 10Ford 10, 14Fraunhofer 9, 14GM 10Gotion 10Guangzhou Automobile 10Heraeus Battery Technology 10Here Technologies 10Hive-MQ 20

Huawei 14Imec 8Intempora 16Ipetronik 42JAC Volkswagen 10Joynext 10Joyson Electronics 10Knorr-Bremse 10KPIT 8Leddar Tech 10Maxim Integrated 8MES 16Mitsubishi 10Murata 47Nexperia 47NTT 10NXP 3, 10, 16

Optimal Plus 14Parkopedia 38Pioneer 10Porsche 14Preh Car Connect 10Pre-Switch 48PSA 14R.H. Sheppard 10Renesas 14RTI 32Silc Technologies 8Skeleton Technologies 10Softing 48Strategy Analytics 9Tencent 14Toyota 10Trinamic 8

TSMC 3TTTech Auto 14Uhnder 16United SiC 38VDA 14Vector Informatik 10Vis IC 8, 11Vitesco Technologies 10Volkswagen 9, 14Volvo 11Wabco 10Webasto 9Western Digital 28Zenrin 10ZF 8, 10, 14ZKW 10ZVEI 6

Baksht, Tamara 11Bhalla, Anup 38Blume, Oliver 14Bulander, Rolf 10Büttner, Klaus 14Clemmer, Richard 10Damasky, Joachim 14Duwe, Reiner 32Engelmann, Holger 9

Gall, Martin 14Glotter, Dan 14Goetzeler, Martin 16Gorbach, Andreas 11Hancké, Christophe 14He, Leon 14Hebling, Christopher 14Huhn, Wolfgang 14Kopetz, Georg 14

Kreil, David P. 14Kuhn, Steffen 6Lannoo, Bart 8Leenarts, Amko 14Matschi, Helmut 14Mohrdieck, Christian 11Obermaier, Dominik 20Ottofülling, Felix 42Pallenberg, Sascha 14

Patil, Kishor 8Powala, Jens 42Reger, Lars 10Schneider, Stan 32Schneider, Matthias 14Senger, Christian 14Shen, Shaojie 14Sievers, Kurt 10Vachani, Dipti 14

Verhoeven, Huibert 28Voigt, Christoph 14Vukotich, Alejandro 14Walliser, Dirk 14Weingarth, Daniel 10Wolf, Andreas 10Xiao, Jinagxiong 14Yoshioka, Shinichi 14Zhou, Peter 14

Unternehmen

Personen

Inserenten

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REDAKTION

Chefredaktion: Dipl.-Ing. Alfred Vollmer (av) (v.i.S.d.P.) Tel: +49 (0) 8191 125-206, E-Mail: [email protected]

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Zur Zeit gilt die Anzeigenpreisliste Nr. 18 vom 01.10.2019

VERTRIEB

Vertriebsleitung: Hermann WeixlerBezugsbedingungen Jahresabonnement/Netto-Bezugspreis für 2020: Inland € 98,00 (zzgl. € 8,00 Euro Versandkosten & ges. MwSt.) Ausland € 98,00 ( zzgl. € 16,00 Versandkosten & ges. MwSt.)Einzelverkaufspreis € 18,69 ( zzgl. Versand & ges. MwSt.) Der Studentenrabatt beträgt 35 %.

Kündigungsfrist: Jederzeit mit einer Frist von 4 Wochen zum Monatsende.Abonnement und Leser-Service: Hüthig GmbH, Leserservice, 86894 Landsberg Tel: +49 (0) 8191 125-777, Fax: +49 (0) 8191 125-799 E-Mail: [email protected]

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Druck: Qubus media GmbH, 30457 Hannover

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www.automobil-elektronik.dewww.all-electronics.deISSN 0939-532618. Jahrgang 2020

IHRE KONTAKTE: Abonnement- und Leser-Service: Tel: +49 (0) 8191 125-777, Fax: +49 (0) 8191 125-799 E-Mail: [email protected] Redaktion: Tel: +49 (0) 8191 125-206, Fax: -141 Anzeigen: Tel: +49 (0) 6221 489-363, Fax: -482

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Als 1962 eine verheerende Sturm-flut Deutschland heimsuchte mit 300 Todesopfern und 20.000

Obdachlosen, fasste der damalige Polizei-senator und spätere Bundeskanzler Hel-mut Schmidt seine Erfahrungen in einem Satz zusammen: „In der Krise zeigt sich der wahre Charakter“. Auch in der gegen-wärtigen Pandemie bewahrheitet sich diese Feststellung und man mag sich ver-wundert die Augen reiben bei so man-chem Ansinnen, das Unternehmen ihren Kunden, Mitarbeitern und der Öffentlich-keit zumuten.

Der Sportartikelhersteller, der seine Kasse durch das Einstellen von Mietzah-lungen schonen wollte, fällt in diese Rub-rik, ebenso der Scooter-Verleiher, der Hun-derten von Mitarbeitern in einem einzigen Videocall kündigte. Und auch die Auto-mobilindustrie ist mit von der Partie: Im Südwesten sollen Führungskräfte drohen, falls Arbeitnehmer ihrer Entlassung nicht zustimmen. Flächendeckend rufen Auto-bosse nach staatlicher Absatzförderung,

gleichwohl sie vor Kurzem erst ein Rekord-jahr gefeiert haben. Angesichts von Über-produktion, Innovationsstau und Struk-turproblemen scheint das Virus als Sün-denbock gerade recht zu kommen.

Anpacken, wo es klemmtUnd der Effekt? Imageschaden und Ver-trauensverlust sind so gut wie sicher, die Behebung struktureller Missstände leider nicht. Dass diese Ignoranz sich rächen wird, liegt auf der Hand. Es ist an der Zeit, dort anzupacken, wo es wirklich klemmt. Drei Beispiele stehen hier.

• Performance statt Verwaltung: Wenn Auftraggeber daran scheitern, eine stim-mige und verstehbare Systemspezifikation zu schreiben und zu verantworten, sollten die Alarmglocken läuten, tun sie jedoch nicht. Heraus kommt pure Verwaltung statt inhaltlicher Performance. Kein Wunder, dass damit Projekte ins Chaos rutschen.

• Schlagkraft statt Gigantomanie: Das „Smartphone auf Rädern“ wird zwar allenthalben postuliert, doch es fehlt die

Konsequenz in der Umsetzung. Der Weg dorthin geht erst über die Haltung, dann über Zahlen. Fünf- bis zehntausend SW-Mitarbeiter sind von einem Konzern mit Maschinenbau-Mindset weder akquirier-bar noch steuerbar. Damit bleibt die drin-gend benötigte Schlagkraft auf der Strecke.

• Partnerschaft statt Einkaufsdiktat: Den letzten Cent aus Lieferanten herauszu-quetschen ist zum abwegigen Sport gewor-den, dem die irrige Annahme zugrunde liegt, Leistung und Preis getrennt vonei-nander bewerten zu können. Ein partner-schaftliches Miteinander würde massiv verdeckte Kosten sparen und einen Moti-vationsschub bewirken. Diese Liste lässt sich fortsetzen, und ich bin sicher, Sie haben eigene Beispiele im Kopf. Nutzbrin-gend ist sie dann, wenn Aktionen daraus folgen. Dann würde die Krise zur Chance. Wann fangen Sie damit an? (av)

Krise als Chance?Dr. Lederers Management-Tipps

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Frisch vom Lederer

Autor Dr. Dieter Lederer Unternehmensberater, Keynote-Speaker und Veränderungsexperte.

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Die DNA von Metrofunkist Leistungsgarant

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Komplexität bewältigen: Der neue Weg...So bringen Sie Fahrerassistenzsysteme schnell und sicher...

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