Konzeptentwicklung E/E-Architektur, basierend auf Tool gestützter Auslegung unterer automatisierten Fertigungsgesichtspunkten; im Rahmen des Verbundvorhabens: Integrale agile E/E-Entwicklung für fusionierte und standardisierte Energie- und Datenbordnetze; BMBF-Verbundprojekt: MANNHEIM-KI4BoardNet

Abstract

Als Energie- und Datennetz muss ein Fahrzeug-Bordnetz höchsten Ansprüchen an Ausfall- und Störsicherheit, Energieeffizienz und Flexibilität entsprechen. Aufgrund der Vielzahl neuer, intelligenter Funktionen und umfangreicher Datenströme wird das Bordnetz der Zukunft mehr als ein Kabelbaum sein. Zusammen mit neuen Sensoren und verteilten Rechenknoten bildet es das Nerven- und Energiesystem des Fahrzeugs. In KI4BoardNet wurden Architekturen, Komponenten und Entwurfswerkzeuge für das Bordnetzes der Zukunft entwickelt. Die Digitalisierung dieser Bordnetze und deren Entwicklung wird zukünftig ein dominanter Treiber von Veränderungen im Automobilbereich sein. Das bedeutet auch, dass die Entwicklung von Elektronik-Komponenten und Bordnetz-Architekturen zukünftig mit agilen Entwurfsprozessen und dem Ziel maximaler Automatisierung durchgeführt wird. Dabei leisten Digitalisierung und Softwarekompetenz, für die im Vorhaben adressierten, kritischen Arbeitsthemen Elektronik-Komponenten, Kabelbaum/Bordnetz + KI-Architekturen und eda/KI (KI im Entwicklungsprozess und Agile Entwicklung) einen wichtigen Beitrag. Durch Integration neuer Konzepte in Form von intelligenten Zonenkonzepten wurde die Rechenleistung auf wenigen, verteilten Steuergeräten (Zonencontrollern) und zentralen Recheneinheiten (Central-Car Server, ADAS Blade System) konzentriert und das Bordnetz so selbst zu einer intelligenten Fahrzeug-Komponente. Hieraus ergeben sich neue Anforderungen an die (E/E)-Entwicklung auf mehreren Ebenen: Im Projekt wurden neue Schlüsselkomponenten im Bereich von Steckverbindern/Kabeln/Energie- und Datenkonzepten sowie Sensor-/IC-/Aktor-/Controller-Algorithmen bis zu in Zonen verfügbaren Verfahren zur Fehlererkennung und Redundanz entwickelt. Die Leistungsfähigkeit der im Projekt entwickelten Komponenten und Verfahren wurden anhand eines Fahrzeugdemonstrators gezeigt. KI4BoardNet hat einen wichtigen Beitrag zur Stärkung der Automobilbranche in Deutschland geleistet und in benötigtem Umfang neue Arbeitsplätze geschaffen. Durch die Arbeiten im Projekt wurden offene nutzbare Konzepte und wichtige Schlüsselkomponenten von Bordnetzen entwickelt und durch Unterstützung offener Standards den Marktteilnehmern auch außerhalb des Projektes zur Verfügung gestellt. Aufgrund des breit aufgestellten Konsortiums können die entwickelten Lösungen auch direkt aus dem Projekt in die vorwettbewerbliche Entwicklung der Tier1 / Tier2-Partner überführt werden und so die technologische Leistungsfähigkeit der E/E-Lösungen deutlich stärken und die Entwurfs- und Entwicklungszeiten im Markt signifikant verkürzen. Dies ist insbesondere für die klein- und mittelständischen Unternehmen von Bedeutung, da diese häufig als Zulieferer der Zulieferer unter hohem Innovationsdruck arbeiten, um im internationalen Wettbewerb zu bestehen. As an energy and data network, a vehicle's electrical system must meet the highest standards of reliability, fault tolerance, energy efficiency, and flexibility. Due to the multitude of new, intelligent functions and extensive data streams, the electrical system of the future will be more than just a wiring harness. Together with new sensors and distributed computing nodes, it forms the vehicle's nervous and energy system. The KI4BoardNet project developed architectures, components, and design tools for the electrical system of the future. The digitalization of these electrical systems and their development will be a dominant driver of change in the automotive sector. This also means that the development of electronic components and electrical system architectures will be based on agile design processes and the goal of maximum automation. Digitalization and software expertise make a significant contribution to the critical work topics addressed in the project: electronic components, wiring harness/electrical system + AI architectures, and eda/AI (AI in the development process and agile development. By integrating new concepts in the form of intelligent zone concepts, computing power was concentrated on a few distributed control units (zone controllers) and central processing units (central-car server, ADAS blade system), thus transforming the vehicle electrical system itself into an intelligent vehicle component. This results in new requirements for (E/E) development at several levels: The project developed new key components in the areas of connectors/cables/power and data concepts, as well as sensor/IC/actuator/controller algorithms, and even zone-based methods for fault detection and redundancy The performance of the components and methods developed in the project was demonstrated using a vehicle demonstrator. KI4BoardNet has made a significant contribution to strengthening the automotive industry in Germany and has created a substantial number of new jobs. Through the project's work, openly usable concepts and key components for vehicle electrical systems were developed and, by supporting open standards, made available to market participants even outside the project. Thanks to the broad consortium, the solutions developed within the project can be directly transferred to the pre-competitive development phases of Tier 1/Tier 2 partners, thus significantly strengthening the technological performance of the E/E solutions and considerably shortening design and development times in the market. This is particularly important for small and medium-sized enterprises (SMEs), as they often operate as suppliers to suppliers and are under intense pressure to innovate in order to remain competitive internationally.