Ausfallsicheres und effizientes elektrisches Antriebssystem für Robotertaxis (AnRox); Teilvorhaben: Ausfallsichere Leistungselektronik für Antriebssysteme in Robotertaxis

Abstract

Aus Anwender- und Betreibersicht entstehen neue Anforderungen an Antriebssysteme von automatisierten Fahrzeugen, die insbesondere die Ausfallsicherheit umfassen. Das Teilvorhaben der Siemens AG adressiert diesen stark wachsenden Markt und hat sich zum Ziel gesetzt, intelligente fehleroperable Antriebssysteme für zukünftige automatisierte Fahrzeuge zu erforschen. An der Leitanwendung Robotertaxis wurden konkrete Lösungen erarbeitet und validiert, bei denen Mehraufwände für die Ausfallsicherheit minimiert und durch einen erhöhten sensorbasierten Nutzen kompensiert werden. Neue Freiheitsgrade von Mehrmotorenantrieben und intelligenten Fehlererkennungs- und Behandlungsstrategien sowie sensorbasierte Lebensdauervorhersagen wurden systematisch erforscht. Die geleisteten Arbeiten unterstützen direkt die Einführung des automatisierten Fahrens mit Fokus auf zukunftsfähige Antriebslösungen als Basis für sicheren Betrieb, hohe Nutzerakzeptanz sowie wirtschaftliche Geschäftsmodelle.

Es wurden SiC-MOS-Bauteile als Halbleiter für das Leistungsteil im Hinblick auf die geforderte Zuverlässigkeit gewählt und ausfallsichere Umrichtertopologien für den Antrieb untersucht und bewertet. Zur Erhöhung der Ausfallsicherheit kommt im Projekt eine sensorbasierte Überwachungsmethodik zum Einsatz. Hierzu wurden passende Sensorkonzepte (Temperatursensoren) erforscht und in den Aufbauten integriert. AVT-Konzepte wurden in Hinblick auf ihre Ausfallsicherheit und Funktionsintegration untersucht und bewertet. Für das ausgewählte planare AVT-Konzept wurde ein Modullayout speziell für die neue ausfallsichere Antriebstopologie erstellt und Muster aufgebaut. Die Sensorik wurde ebenfalls im Leistungsmodul integriert und zusammen mit der zuverlässigen planaren AVT getestet.