IAA 2011 – Sicher mit Elektroautos fahren

Deren Funktionen werden zu einem deutlich höheren Maß von Elektronik bestimmt, weshalb Entwickler diese besonders absichern. Zum Beispiel können E-Autos von mehreren kleinen und verteilten Elektromotoren anstatt eines großen zentralen bewegt werden. Dabei steigt die sicherheitskritische Kommunikation zwischen den Steuergeräten.

Die Ingenieure der Fraunhofer ESK analysierten die Risiken und entwickelten darauf aufbauend ein Sicherheitskonzept für Elektrofahrzeuge.

Elektrofahrzeuge haben nicht nur einen anderen ‚Treibstoff‘, ihre gesamte Architektur unterscheidet sie vom klassischen Benziner. Ein Vorteil ist der Einsatz verteilter Motoren, wodurch die Konstruktion vereinfacht und die Fahrdynamik erhöht wird. Allerdings stellen verteilte Motoren Automobilhersteller vor völlig neue Herausforderungen. Sie müssen sicherstellen, dass sich die Räder immer gleich schnell und in dieselbe Richtung drehen, obwohl sie von unterschiedlichen Motoren gesteuert werden. Und da diese verteilten Motoren rein durch Software gesteuert werden, müssen die Entwickler ein unerwartetes Beschleunigen und Bremsen durch Softwarefehler unterbinden.

Diese Probleme hat die Fraunhofer ESK für die E/E-Architektur des Fraunhofer Elektroautos Frecc0 durch ihr Sicherheitskonzept gelöst. Der Frecc0 ist ein realer Prototyp, der gemeinsam von mehreren Fraunhofer-Instituten entwickelt wird und Ende September fahrtüchtig sein soll – genauso sicher, wie man es von konventionellen Fahrzeugen erwarten darf. Für das Sicherheitskonzept haben die Wissenschaftler zunächst potenzielle Gefahren identifiziert und deren Risiko nach drei Kriterien bewertet:

1. Schweregrad des Fehlers
2. Häufigkeit der Fahrsituation in der der Fehler auftreten kann
3. Beherrschbarkeit durch den Fahrer, wenn der Fehler auftritt
Das zentrale Steuergerät der Fraunhofer ESK überprüft im Fahrzeug alle Befehle an die Motoren auf Übereinstimmung mit der Spezifikation. Ein Befehl, der einen Fehler auslösen würde, wird nicht an andere Systeme weitergeleitet. Bei andauernden Fehlern wird das Fahrzeug in einen sicheren Zustand gebracht und der Fahrer informiert.

Auf der 64. Internationalen Automobil Ausstellung (IAA) im September in Frankfurt am Main präsentieren die Wissenschaftler ihre Lösungen in Halle 4.0, Stand C23 erstmals in der Öffentlichkeit.

Die Fraunhofer-Einrichtung für Systeme der Kommunikationstechnik ESK

Die Fraunhofer ESK verfügt über Expertise für weite Bereiche der IuK, von Übertragungstechnik über Protokolle und Systeme bis zu intelligenten Anwendungen. Ihre Kompetenzfelder Adaptive Communication Systems, Software Methodology und Mobile Solutions bündeln das Know-how, das in den Anwendungsfeldern Automotive, Industrial Communication und Communication Solutions zum Einsatz kommt.

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