Simulationsbasierte Auslegung aktiver Trennelemente zur Sicherstellung der Rückwirkungsfreiheit zwischen Energiebordnetz-Kanälen von Kraftfahrzeugen

Durch die zunehmende Automatisierung von Fahrzeugfunktionen steigt die Anzahl sicherheitsrelevanter Funktionen hinsichtlich der Energieverfügbarkeit. Nach ISO-Norm 26262 muss eine ausreichende Unabhängigkeit der Energiebordnetz-Kanäle gewährleistet werden, um Fehler durch gemeinsame Ursachen und kaskadierende Fehler zu vermeiden. Kaskadierende Fehler werden definiert als das Unterschreiten einer minimalen Versorgungsspannung an einer sicherheitsrelevanten Last infolge eines Fehlers auf einem anderen Kanal über eine bestimmte Dauer. Zur Vermeidung solcher Fehler werden aktive Trennelemente mittels Schaltungssimulationen ausgelegt. Dafür werden Komponentenmodelle des 12V-Bordnetzes erstellt, validiert und zu einem umfassenden Simulationsmodell eines repräsentativen Fahrzeugs kombiniert. Die automatisierte Generierung dieser Modelle wird als machbar nachgewiesen. Basierend auf den Simulationen erfolgt die automatisierte Auslegung von Trennelementen, Leitungen und Stecksystemen. Die Analyse identifiziert die Lastgröße des fehlerhaften Kanals und die Zustände der Energiequellen als kritische Einflussfaktoren.