Masterarbeit Untersuchung der Detektions- und Reaktionszeiten von elektronischen Sicherungen in[...]

Heutige Kraftfahrzeuge besitzen ein 12 V‑Bordnetz, das aus einer Batterie gespeist wird. In bisherigen E/E‑Architekturen erfolgt dabei die Energieverteilung und Absicherungen über Schmelzsicherungen in die einzelnen Domänen.

In zukünftigen Architekturen wird vermehrt auf einen zonalen Ansatz gewechselt, bei dem die Funktionalitäten einzelner Steuergeräte in einem sog. Zonencontroller gebündelt werden. In diesem Zuge erfolgt auch eine zunehmend zentralisierte Energieverteilung. Aufgrund steigender Energieverbräuche und der Notwendigkeit hochverfügbarerer Bordnetze durch komplexe ADAS‑Funktionen ist der Einsatz von elektronischen Sicherungen (eFuse) für ein intelligentes Energiemanagement zwingend erforderlich und 48 V als neue Spannungsebene im Trend.

Mittels eFuses lassen sich neben den herkömmlichen Schutzmechanismen die von klassischen Schmelzsicherungen bekannten Funktionen realisieren, wie z.B. intelligentes Lastmanagement.

Ein besonders kritischer Aspekt bei der Bordnetzauslegung unter Einsatz von eFuses ist dabei die Detektions‑/Reaktionszeit dieser Komponenten. Dieser Parameter ist entscheidend für die korrekte Auslegung insbesondere bei Kaskadierung zur Wahrung der Selektivität.

Zunächst soll eine Einarbeitung in den Stand der Technik und gängige eFuse‑Implementierungen namhafter IDMs erfolgen. Anschließend soll ein Konzept zur Charakterisierung der Detektions- und Reaktionszeiten ausgearbeitet werden.

Die Untersuchung kann zunächst simulativ starten und soll in einem weiteren Schritt in Form eines Prüfaufbaus in Hardware aufgebaut werden. Ziel des Prüfaufbaus ist die Charakterisierung der eFuse‑Applikationen.

Dabei sollen Bordnetzparasiten und ggf. reale Verbraucher aus dem Fahrzeug in die Betrachtung einfließen.

• Einstiegsart: Abschlussarbeit
• Einsatzort: Weissach
• Gesellschaft: Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG
• Literaturrecherche zum Stand der Technik
• Untersuchung geigneter Prüf‑ und Simulationsmethoden
• Implementierung einer simulativen Testumgebung zur Systemanalyse
• Entwicklung und Aufbau eines Prüfsetups zur Charakterisierung der Halbleiter
• Sammlung und Auswertung von Messdaten am Prüfsetup
• Wissenschaftliche Dokumentation der Ergebnisse
• Elektro‑ und Informationstechnik

Studienschwerpunkte

• Fahrzeugtechnik
• Leistungselektronik
• Halbleitertechnik

Fachkenntnisse

• Grundkenntnisse Halbleitertechnik
• Fahrzeugbordnetze
• Hardware‑ und Softwareentwicklung

IT‑Kenntnisse

• LTSpice/Schaltungssimulation

Sprachkenntnisse

• Deutsch
• Englisch
• Selbstständige und strukturierte Vorgehensweise