Der elektrische Energiespeicher, der elektrifizierte Antriebstrang mit Komponenten wie Energiespeicher, Leistungselektronik, Elektroantriebsmaschine oder Stromrichter stellen neue Anforderungen an die Sicherheit zukünftiger Fahrzeugkonzepte. Somit werden die neuen Komponenten im Hinblick auf die Kosten aber vor allem auch die mit ihnen verbundenen Herausforderungen bei der Sicherheit zu einem Hauptdifferenzierungsmerkmal verschiedener Elektrofahrzeugkonzepte werden. Besonders die im Hochvoltbordnetz integrierten Komponenten, zum Beispiel die elektrischen Energiespeicherverbünde mit optimierter Chemie der Zellen oder die verschiedenen Leistungselektroniken, deren Aufbau und Integration in das Package des Fahrzeugs sind für eine sichere Funktionsweise des Fahrzeugs näher zu betrachten.

Problemstellung

Zur Gewährleistung der Sicherheit von elektrisch betriebenen Fahrzeugen gilt es zusätzlich zu den in konventionell betriebenen Fahrzeugen verwendeten Sicherheitssystemen die spezifischen Anforderungen des elektrischen Antriebsstranges abzusichern. Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf dem Hochvoltbordnetz und die dort integrierten Komponenten wie beispielsweise der Energiespeicher, der Leistungselektronik und die Antriebsmaschine. Sowohl jede Komponente für sich als auch der Verbund aller Bauteile sowie deren Kommunikation muss hinsichtlich Funktions- und Gebrauchssicherheit die möglichen Risiken für die Verkehrsteilnehmer minimieren. Im Hinblick auf kleine, leichte Elektrofahrzeuge mit reduzierter Antriebsleistung werden die Anforderungen an die Funktionssicherheit von Elektrofahrzeugen durch weitere Fahrdynamik- und Assistenzssysteme erhöht.

Ziel

Mit Hilfe von Simulationen und der Entwicklung eines Konzepts für die Funktions- und Gebrauchssicherheit von Elektrokleinstfahrzeugen soll unter Vorgabe von Rahmenbedinungen (Fahrzeugklasse, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Einsatz, ...) ein umfassendes , ganzheitliches Sicherheitssystem erforscht werden, welches auf verschiedene Fahrzeugtopologien angepasst werden kann. Dabei soll der Fokus auf Komponenten mit hohem Gefahrenpotential wie der Hochvoltenergiespeicher gelegt werden.

Durchführung

• Analyse des Hochvoltsystems, dessen Komponenten und Kommunikation hinsichtlich Funktions- und Gebrauchssicherheit
• Identifikation von Betriebszuständen, -situationen und Fehlfunktionen sowie die Erarbeitung von Sicherheitszielen für Elektrokleinstfahrzeug
• Aufbau eines Funktionssicherheitsmodell zur Überprüfung und Validierung von der Funktionssicherheit
• Erarbeitung eines SIcherheitskonzepts für Elektrokleinstfahrzeuge bezüglich Funktions-, Hochvolt- und Gebrauchssicherheit