MBPLE4Mobility - Durchgehend modellbasierte Entwicklung und Produktlinienentwicklung für Steuerungssysteme in der Fahrzeugtechnik; Teilvorhaben: MBSE für das Variantenmanagement in Ladefunktionsentwicklung

Abstract

Das Projekt basiert auf dem Beschluss der Bundesregierung zur Reduzierung der CO2-Emissionen im Verkehr bis 2030. Dieser beinhaltet die Minderung um 40 bis 42 % im Vergleich zu 1990. Dieses Ziel betrifft gleichermaßen den Verkehr auf der Schiene und auf der Straße. Der Bereich E-Mobilität ist hierbei gekennzeichnet durch eine deutlich steigende Variabilität durch immer neue Fahrzeugmodelle, Ladestromanbieter und Ladesäulentypen, was wiederum zu einer hohen Komplexität und großen Herausforderungen im Produktenstehungsprozess führt. Ziel des Projektes „Durchgehend modellbasierte Entwicklung und Produktlinienentwicklung für Steuerungssysteme in der Fahrzeugtechnik“ war es, diese Herausforderungen zu analysieren und anschließend anzugehen, um gemeinsame Methoden und Prozesse zur Dekarbonisierung zu entwickeln. Als Methode wurde ein Prozess entwickelt, welcher die hohe Variabilität von Ladesystemen in der E-Mobilität beherrschbar macht und die Entwicklungszeiten neuer Systeme verkürzt. Hierfür wurde ein SysML-Modell erstellt, welches ein Gesamtadesystem, bestehend aus Fahrzeug und Ladesäule, darstellt. Dieses Modell wurde auf Basis von Messdaten erstellt, welche in Feldversuchen mit physischen Ladesystemen gesammelt wurden. In diesen Feldversuchen wurden unterschiedlichste Testfälle untersucht, welche auf die Interoperabilität der Teilsysteme abzielen. Mit Hilfe dieses Modells in Kombination mit einem Variantenmanagement-Tool, welches die Variabilität der Teilsysteme handhabt, soll die Notwendigkeit für aufwendige und zeitintensive Feldtests zukünftig reduziert werden, um den Entwicklungsprozess neuer Systeme effizienter zu gestalten. Die ersten Teile dieses Prozesses zeigen bereits Erfolge, welche den Analyseprozess gesammelter Messdaten betreffen. In Kombination mit dem erstellten Modell, lässt sich bereits erahnen, was mit einem vollständig simulationsfähigen Modell alles möglich ist. Durch die gesammelten Erkenntnisse und erzielten Fortschritte kann das Projekt als Erfolg angesehen werden.

The project is based on the German Federal Government’s resolution to reduce CO2 emissions in the transport sector by 2030. This includes a reduction of 40 to 42 % compared to 1990 levels. The target applies equally to both rail and road transport. In the field of electromobility, a significant increase in variability – driven by the continuous emergence of new vehicle models, charging service providers and charging station types – leads to high complexity and major challenges in the product development process. 2.The objective of the project “Consistent Model-Based Development and Product Line Engineering of Control Systems in Automotive Engineering” was to analyze and address these challenges in order to develop shared methods and processes that contribute to decarbonization. As a methodological approach, a process was developed to manage the high variability of charging systems in electromobility and to shorten the development time of new systems. To this end, a SysML-Model was created that represents a complete charging system consisting of the vehicle and the charging station. This model was built using measurement data collected during field tests with physical charging systems. These tests covered a wide range of test cases focused on the interoperability of subsystem components. By combining this model with a variant management tool that handles subsystem variability, the need for extensive and time-consuming field testing is expected to be significantly reduced, thereby increasing the efficiency of future development processes. 5.The initial stages of this process have already shown promising results, particularly in the analysis of collected measurement data. In combination with the developed model, the potential of a fully simulation-capable systems is already becoming apparent. Based on the insights gained and the progress achieved, the project can be considered a success.