Einleitung
Die Architektur, nach der das elektrische System eines Fahrzeugs aufgebaut ist, bildet die Grundlage für alle weiteren Entwicklungsarbeiten. Sie definiert den technischen Rahmen, die Grenzen der Systemintegration und beeinflusst maßgeblich Gewicht, Kosten und die Komplexität der Gesamtlösung. Über viele Jahre hinweg war der klassische Ansatz – basierend auf einer Vielzahl von Steuergeräten, die jeweils für eigene Funktionen verantwortlich sind und miteinander kommunizieren – ausreichend. Mit dem kontinuierlichen Ausbau der Bordnetzsysteme sowie steigenden Anforderungen in Bezug auf Kosten, Gewicht und Umweltverträglichkeit entsprach diese Architektur jedoch zunehmend nicht mehr den aktuellen Anforderungen.
Eine Änderung der Architektur erschien daher als naheliegender Schritt. In der Ingenieurpraxis ist jedoch kein Raum für Entscheidungen auf Basis von Annahmen. Es war notwendig zu überprüfen, welche Lösungen ein reales Anwendungspotenzial besitzen und welche messbaren Vorteile sie bieten. Ziel des Projekts war es, objektive Daten bereitzustellen, die eine fundierte Entscheidung über die weitere Entwicklung der elektrischen Fahrzeugarchitektur ermöglichen.
Im Rahmen des Projekts wurde eine vergleichende Analyse von drei Architekturen durchgeführt. Um die Aussagekraft der Ergebnisse sicherzustellen und gleichzeitig eine vollständige Neuentwicklung zu vermeiden, basierte das Team auf einem bestehenden Fahrzeugprojekt mit klassischer Architektur. Darauf aufbauend wurden zwei weitere Varianten entwickelt, die so angepasst wurden, dass sie eine Backbone- sowie eine Ring-Architektur widerspiegeln. Alle drei Varianten wiesen eine identische Fahrzeugfunktionalität auf, was einen direkten und belastbaren Vergleich der Lösungen im Hinblick auf Leitungslängen, Kosten, Kabelbaumgewicht und damit verbundene CO₂-Emissionen ermöglichte.
Leistungsumfang
Der Umfang unserer Arbeiten umfasste:
- Auswahl und Abgrenzung einer definierten Konfiguration des Hauptkabelbaums aus einem bestehenden Projekt mit klassischer Architektur
- Planung und geeignete Zuordnung sämtlicher Funktionen im Kontext der neuen Architekturen – Backbone und Ring
- Erstellung neuer Zeichnungen im Tool LDorado, einschließlich:
- Platzierung neuer ECU-Einheiten
- Umverdrahtung der Leitungen
- Entfernung nicht benötigter Steuergeräte
- Berechnung des Kabelbaumgewichts und der Leitungslängen für jede Variante
- Datenanalyse und Aufbereitung der Vergleichsergebnisse
- Vorbereitung und Präsentation der Projektergebnisse.
Ergebnisse
- Drei konzeptionelle Fahrzeugentwürfe mit identischer Funktionalität, jeweils basierend auf einer unterschiedlichen elektrischen Architektur
- Datengrundlage für einen direkten Vergleich der Architekturen hinsichtlich Leitungslängen, Kabelbaumgewicht, Kosten und Einfluss auf die CO₂-Emissionen
- Ausgearbeitete Analyseergebnisse, die klare Unterschiede zwischen den betrachteten Lösungen aufzeigen
- Eine zusammenfassende Präsentation zur Unterstützung weiterer Entwicklungs- und Architekturentscheidungen.
Zusammenfassung
Der Vergleich der drei Architekturkonzepte lieferte eindeutige und belastbare Ergebnisse. Die Unterschiede zwischen den Lösungen waren so deutlich, dass die Schlussfolgerungen selbst unter Annahme eines signifikanten Fehlermargens unverändert blieben. Der von unserem Team gewählte Ansatz ermöglichte eine schnelle Durchführung der Analyse bei vergleichsweise geringem Aufwand.
Die Umsetzung dieses Projekts bestätigte, dass unser Team in der Lage ist, innerhalb kurzer Zeit konzeptionelle Entwürfe zu erstellen und eine fundierte Datenanalyse durchzuführen, die Entwicklungsentscheidungen bereits in einer frühen Phase der Produktentwicklung wirksam unterstützt.