Elbilar blir allt mer komplexa och återkallas ofta. Men måste det nödvändigtvis vara så? Ett eftermarknadssystem för fordonsdiagnostik och halvledarbaserad teknik som utvecklats under 3Ccar-projektet lovar större integration av bilsystem, samt ständig övervakning och uppdateringar för att förhindra fel.

3Ccar (Integrated Components for Complexity Control i prisvärda elektrifierade bilar) handlar om att hantera komplexitet. Dess ambition är att öka komforten och göra elbilar mer överkomliga, allt detta samtidigt som det banar väg för vad många intressenter tror är mobilitetens framtid:uppkopplade och automatiserade bilar. "För att uttrycka sig enkelt, vi motverkar den ökande komplexiteten hos elbilar – vilket beror på det växande antalet krav som riktar sig till högre funktionalitet, effektivitet och komfort i prisvärda smarta elektrifierade bilar - med halvledare, " säger Reiner John från Infineon Technologies, koordinator för 3Ccar.

Att ta sig dit var, dock, inte så lätt som det låter av denna korta beskrivning. Projektet tog tre viktiga komponenter i elfordon – drivlina, batteri- och bränslecellssystem – och designade om dem helt för att inkludera mycket innovativa halvledare som kan öka deras energieffektivitet, kostnadseffektivitet och tillförlitlighet. De överbryggade sedan dessa komponenter med hjälp av funktionella, termisk-elektrisk, elektromekanisk, elektronisk och nanoelektronisk komponentintegrering.

"Det är ett helt annat tänkesätt, att gå bort från de traditionella E/E-arkitekturerna till en domänorganiserad arkitektur och integrationen av alla delsystem, " förklarar John.

Låt oss ta batteriet exempel:även om de kan betraktas som hjärtat i elbilar, 3Ccar-projektet syftade till att göra dem till sin hjärna, för. I jämförelse med vanliga batteripaket, 3Ccar-systemet är mer kostnadseffektivt under hela livscykeln:inbyggda mikrokontroller gör att varje cell kan känna till sitt nuvarande tillstånd och "prata" med sina kamrater och andra enheter i bilen. Om något problem uppstår, cellen kommer helt enkelt att koppla bort sig själv från klustret, och bilen kommer att fortsätta fungera. Dessutom, medan en defekt battericell användes för att byta ut hela batteriet, det kommer nu att vara möjligt att ersätta endast den felaktiga cellen.

Med andra ord, den större integrationen som projektet är inriktad på innebär också högre systempartitionering. Enligt 3Ccar-konsortiets medlemmar, sådan uppdelning är avgörande för att uppnå högre robusthet, enkelhet, högre felsäker redundans, kostnadsminskning och förenklat underhållsoberoende från leverantörer. Genom denna vision, projektet utmanar faktiskt det konventionella tillvägagångssättet med en multifunktionell centraliserad karossdator som övervakar alla bilsystem.

Istället, varje system i bilen kan nu övervaka sensordata samtidigt som det möjliggör realtidsutvärdering och fjärrprogrammering. Detta möjliggörs av modellbaserade algoritmer som kan bestämma livslängden och driftstatusen för varje elfordonskomponent.

"Vår strategi visar sig vara framgångsrik, och börjar se industriell anpassning. Kravet på tillgänglighet och fortsatt drift även efter delsystemfel är nu allmänt accepterat, särskilt för högautomatiserade bilar i kategorierna L4 och L5, " säger John.

Med el, uppkopplade och automatiserade (ECA) bilar förväntas bli mainstream 2030, teknologier som utvecklats under 3Ccar-projektet kommer säkerligen att snabbt hitta vägen till kommersiella tillämpningar.