WESENTLICHE FAHRZEUGSOFTWARE UND LEISTUNGSELEKTRONIK IN BATTERIE- UND BRENNSTOFFZELLEN-ELEKTROFAHRZEUGEN

Batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEVs) und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCVs) sind für den Übergang der Transportbranche zu einem nachhaltigeren Betrieb von entscheidender Bedeutung. Beides sind emissionsarme Fahrzeuge, die mit Elektroantrieb betrieben werden. Batterieelektrische Fahrzeuge werden mit in Batterien gespeicherter Energie betrieben, während Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge von einer Brennstoffzelle angetrieben werden, die Strom mit Wasserstoff als Kraftstoff erzeugt, wobei Wasser und Wärme die einzigen Nebenprodukte sind. Die breitere Einführung dieser Fahrzeuge und ihrer emissionsarmen Technologie stellt einen bedeutenden Weg zur Dekarbonisierung des gewerblichen Verkehrs dar.

Modernste Software und Elektronik spielen eine entscheidende Rolle in verschiedenen Aspekten des Betriebs, von der Verwaltung der Leistung im Antriebsstrang (bestehend aus Elektromotor, Batterie und Brennstoffzelle) über die Steuerung elektronischer Komponenten im gesamten Fahrzeug bis hin zu menschlichen Schnittstellensystemen wie Gasannahme und Reichweitenschätzungen. Dieser Artikel gibt einen Überblick darüber, wie wichtige Software- und Elektronikkomponenten in BEV- (Battery Electric Vehicle) und FCEV- (Fuel Cell Electric Vehicles) Technologien funktionieren.

Was sind die Software- und Elektronikkomponenten in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen (BEVs) und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen (FCEV)?

Antriebsstrang
BEVs und FCEVs teilen sich gemeinsame Antriebsstrangkomponenten wie Brennstoffzellen, Batteriepacks, Wechselrichter und Steuerungen, jedoch mit einigen Unterschieden: Bei BEVs wird der Verbrennungsmotor durch Batterien ersetzt. FCEVs hingegen kombinieren Brennstoffzellen mit Batterien. Fahrzeugsoftware ist in beiden Technologien wichtig und spielt eine Rolle bei der Verwaltung der Energieverteilung und Wärmeregulierung. BEVs benötigen eine fortschrittliche Software, um die Leistung und Sicherheit der Batterie aufrechtzuerhalten und die Temperatur, das Laden und Entladen zu verwalten. Elektronische Komponenten sorgen für eine präzise Leistungsentfaltung und effiziente Leistung. Auch FCEVs nutzen eine ähnliche Software, um die Energieverteilung zwischen Batterie und Brennstoffzelle zu optimieren. Die Software hilft auch bei der Überwachung des Kraftstoffverbrauchs.

Fahrgestell
Das Chassis besteht aus Rahmen, Rädern, Bremsen und Federung. Es ist wichtig, um das Fahrzeug stabil und leicht kontrollierbar zu halten. Elektronische Systeme wie die elektronische Stabilitätskontrolle (ESC) tragen dazu bei, es sicherer zu machen, indem sie bestimmte Räder bremsen, was dazu beiträgt, das Fahrzeug ruhig zu halten und die Richtung beizubehalten, wenn Sie schnelle Kurven fahren müssen. Hinzu kommen softwaregesteuerte Luftfederungssysteme, die je nach Geschwindigkeit und Straßenzustand die Höhe des Fahrzeugs verändern. Dies trägt dazu bei, die Aerodynamik zu verbessern und das Fahren auf langen Strecken komfortabler zu machen.

Körper
Die Karosserie umfasst die strukturellen und inneren Komponenten des Fahrzeugs. Die Karosserie nutzt Leistungselektronik im Fahrzeug für Funktionen wie automatische Türschlösser und fortschrittliche Sicherheitssysteme. Fahrzeugsoftware und -elektronik verwenden Sensoren und elektronische Steuergeräte (ECUs), um alles von der Fensterbedienung bis hin zu Fahrerassistenzsystemen zu steuern und so sowohl den Komfort als auch die Sicherheit zu erhöhen.

Elektronik/Infotainment
Elektronik und Software in Fahrzeugen können nicht nur bei der Steuerung von Klima-, Licht- und Multimediasystemen helfen, sondern auch Fahrzeugdaten in Echtzeit liefern. Die Elektronik liefert auch wichtige Daten an die Bordcomputer und stellt sicher, dass Systeme wie die automatische Scheinwerfereinstellung und die Scheibenwischer mit Regensensor reibungslos funktionieren.

Autonomes Fahren oder fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS)
Das autonome Fahren oder Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) umfasst Sensoren, Radare und Controller, die wichtige Fahrerassistenz- und Automatisierungsfunktionen bereitstellen. Zu diesen Funktionen gehört die Steuerung von Signalen, die an die Lenk-, Brems- und Antriebsstrangsteuerungen gesendet werden, unter Verwendung von Echtzeit- und leistungsstarken Steuergeräten, auf denen fortschrittliche Software ausgeführt wird.

Verbundene Dienste
Bei vernetzten Diensten spielt die Fahrzeugsoftware eine wichtige Rolle, indem sie die Funktionalität des Fahrzeugs erweitert. BEVs verfügen häufig über eine App, mit der die Nutzer aus der Ferne den Ladezustand überprüfen, das Fahrzeug starten oder sogar die Temperatur in der Kabine voreinstellen können. Navigationssysteme nutzen auch die Konnektivität, um Live-Verkehrsinformationen bereitzustellen und so ein effizientes Routenmanagement zu gewährleisten.

Durch die Einbettung intelligenter Software und Elektronik in das gesamte Fahrzeug können BEVs und FCEVs die Benutzererfahrung verbessern und dazu beitragen, Umweltziele zu erreichen. Die Weiterentwicklung dieser Technologien wird den Weg in eine sauberere und zuverlässigere Zukunft des Transports ebnen.

Rolle von Software und Elektronik in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen (BEVs) und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen (FCEVs)

Batterie-Management
Die Rolle der Software beim Batteriemanagement ist entscheidend für die Aufrechterhaltung des Zustands und der Effizienz von BEVs und FCEVs. Fahrzeuge können fortschrittliche Batteriemanagementsysteme einsetzen, die die Temperatur und Spannung jeder Zelle überwachen und die Ladung über das Batteriepaket ausgleichen, um Lebensdauer und Reichweite zu maximieren. Die Systeme einiger Fahrzeuge können sogar von den Gewohnheiten des Fahrers lernen, die Batterie auf die optimale Temperatur zum Fahren und Laden zu heizen oder zu kühlen.

Antriebsstrang-Steuerung
Die Elektronik hat die Steuerung des Antriebsstrangs verändert und das Fahrerlebnis verbessert, indem sie eine reibungslose Leistungsentfaltung gewährleistet. Steuergeräte können die Leistung des Elektromotors präzise steuern, ein sofortiges Drehmoment liefern und gleichzeitig die Energieeffizienz beibehalten.

Telematik
Telematiksoftware ist für die Echtzeit-Fahrzeugüberwachung und -navigation von entscheidender Bedeutung. BEVs und FCEVs können eine Fernprüfung des Batteriestatus, eine Routenplanung unter Berücksichtigung der Standorte von Ladestationen und das Vorheizen oder Kühlen des Fahrzeuginnenraums bieten, während sie noch an das Stromnetz angeschlossen sind, damit Fahrzeuge mit einer Ladung so weit wie möglich fahren können.

Künstliche Intelligenz (KI)
KI wird zunehmend in die Fähigkeiten der Fahrzeugsoftware integriert. Hersteller setzen KI ein, um die Reichweite von Fahrzeugen genauer zu berechnen, indem sie Faktoren wie Wetterbedingungen, Ladungsgewicht und Fahrgewohnheiten berücksichtigen. KI hilft auch bei der Vorhersage des Wartungsbedarfs, indem sie Fahrzeugdaten und Nutzungsmuster analysiert, Fahrer auf potenzielle Probleme aufmerksam macht, bevor sie auftreten, und proaktiv Wartungsarbeiten plant.

Überlegungen für Hersteller in Bezug auf Fahrzeugsoftware und Leistungselektronik

Mit der sich entwickelnden Technologie in batterieelektrischen und brennstoffzellenbetriebenen Elektrofahrzeugen ergeben sich mehrere Überlegungen:

Die Integration fortschrittlicher Software und Elektronik in BEVs und FCEVs ist nicht nur ein Trend, sondern eine entscheidende Weiterentwicklung in der kommerziellen Transporttechnologie. Diese Entwicklung optimiert die Leistung, verbessert die Sicherheit und trägt dazu bei, die Transportindustrie nachhaltiger zu gestalten. Es bringt auch neue Herausforderungen in Bezug auf Komplexität, Sicherheit und Lieferkettenmanagement mit sich. Während die Branche diese Herausforderungen meistert, ist das Innovations- und Wachstumspotenzial in diesem Sektor jedoch spannend, da er den Weg für eine sauberere und effizientere Zukunft im Transportwesen ebnet.

Cummins Inc. steht an der Spitze innovativer Transport- und Schwerlastsysteme und Accelera™ by Cummins - das emissionsfreie Geschäftssegment von Cummins - ist führend bei der Bereitstellung und Integration emissionsfreier Technologien zur Dekarbonisierung der am härtesten arbeitenden Industrien der Welt.