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Die Herausforderung: Entwickeln einer optimalen E/E-Architektur Stefaan Vandevelde, ist Vizepräsident von Delphi Packard Electrical/Electronic Architecture und Prä-sident von Delphi Global Electrical/Electronic Distribution Systems sowie Mitglied im Aufsichtsrat der Delphi Deutschland GmbH. Er berichtet von der zunehmenden Bedeutung der E/E-Architektur in aktuellen und zukünftigen Fahrzeugen, beschreibt Delphis einmalige Kompetenzen in diesem Bereich und erörtert die geschäftlichen Ziele von Delphi Packard in Europa.

Exklusiv-Interview mit Stefaan Vandevelde, Delphi

Automobilindustrie einen großen Stellenwert eingenommen. Mehr und mehr Funktionen werden im Fahrzeug elektrisch ge-steuert, unabhängig davon ob man über sicherheitsrelevante Funktionen oder Komfort-Funktionen spricht. Daraus resultie-ren die Erhöhung der Anzahl der elektrischen und elektro-nischen Module und ebenso der notwendige Kommunikations-bedarf. Die architektonische Aufgabe besteht darin, die richtige Balance zwischen dem elektrischen und dem elektronischen Aufwand zu bestimmen, nicht nur unter Kostengesichtspunk-ten sondern ebenso unter den technischen Randbedingungen wie z.B. Logistik, Standardisierung, thermisches Verhalten, Feuchtigkeit, Bauraum, Schnittstellenanforderungen sowie Di-agnose, aber auch Kommunikationsaufwand und Netzwerk-management und schließlich noch systemrelevante Anforde-rungen wie z.B. Energiemanagement u.a. AUTOMOBIL ELEKTRONIK: Welchen Platz nimmt Delphi in diesem Bereich im Vergleich zu den Wettbewerbern ein? Delphi hat im Vergleich mit seinen Wettbewerbern den ent-scheidenden Vorteil die Synergien innerhalb der einzelnen Del-phi Geschäftsbereiche zu nutzen. Aufgrund dieses diversifizier-ten Technologieportfolios decken unsere Experten alle Kom-petenzen ab, die notwendig sind, um den interdisziplinären & gesamtheitlichen Aspekt im Rahmen von Architekturstudien entwickeln zu können. Hinsichtlich dieser Kompetenz blicken wir auf eine mehr als 20-jährige Erfahrung zurück – auf den Zeitraum, in dem die ers-ten Elektronikmodule in unsere Automobile Einzug nahmen. Diese Expertise haben wir im Laufe der Zeit weiterentwickelt und wir greifen heute auf ein Expertenteam zurück, das diese Entwicklung und technologische Evolution mitgestaltet hat. Die Kunst und gleichzeitig die Herausforderung an unsere „Ar-chitekten“ ist es, die optimale E/E Topologie zu entwickeln, und dabei die Fahrzeugfunktionalität den Anforderungen entspre-

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AUTOMOBIL ELEKTRONIK: Was ist eine E/E-Architektur und warum ist diese so wichtig? Die Elektrisch/Elektronische-Architektur (E/E-Architektur) be-schreibt den Aufbau der Fahrzeugelektrik- und elektronik. Die-ses ist eine der Schlüsselfragen, da Fahrzeuge durch die zuneh-mende Zahl elektrisch gesteuerter Funktionen immer komple-xer werden. Die Entwicklung der E/E-Architektur hat in der

„Wir kennen die Art wie OEMs den-ken, ihre Stärken sowie ihr Fach-

wissen und erkennen,welche Art von Lösungen sie brauchen.“ Stefaan Vandevelde

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zur Miniaturisierung der Komponenten weitergehen, während die Nachfrage nach wieder verwendbaren und umweltfreundli-chen Produkten steigen wird. AUTOMOBIL ELEKTRONIK: Wie sieht Ihre Prognose für die Zukunft aus? Wir sagen dem Bereich E/E-Architektur ein starkes Wachstum voraus, weil Elektronik in Automobilen zunehmen wird. Delphi verfügt über eine große Produktpalette und selbst entwickelte Tools, die das Unternehmen zu einem der wenigen Zulieferer macht, die in der Lage sind, jeden denkbaren E/E-Bedarf der Kunden abdecken zu können. Einen Zulieferer zu haben, der auf E/E-Architektur spezialisiert ist – von der Konzeption über die Entwicklung bis hin zur Produktion – rationalisiert den Pro-zess und bedeutet für die Kunden einen zusätzlichen Wert.

AUTOMOBIL ELEKTRONIK: Was bietet Delphi unter dem Motto „Master Architect“ seinen Kunden? Um heutige komplexe Strukturen innerhalb der Fahrzeugelek-trik und Elektronik sowie der Software beherrschen zu können, benötigt es der integrativen Zusammenarbeit der jeweiligen Ex-pertenbereiche. Delphi hat alle diese Bereiche im eigenen Hau-se und kann, basierend auf den bislang gemachten Erfahrungs-werten diese schnell, professionell mit einem definierten Ent-wicklungsprozess den Anforderungen unserer Kunden entspre-chend erarbeiten und umsetzen. Dazu setzen wir Entwicklungs- sowie Simulationswerkzeuge ein, die speziell auf die diversen Anforderungen der Architekturuntersuchungen angepasst sind und die uns im Vorfeld der praktischen Umsetzung detaillierte Aussagen über das physikalische aber auch das elektrische Ver-halten der entwickelten Produkte geben. Im Rahmen dieser Ar-chitekturanalysen leiten sich die jeweiligen Produkte aus der gesamtheitlichen Betrachtung ab. Der Nutzen für unsere Kun-den liegt in der kosten- und qualitätsoptimierten Gesamtlösung. Hier sind Kostenvorteile mit zweistelligem Einsparpotenzial kei-ne Seltenheit. Voraussetzung dazu ist natürlich die frühzeitige Einbindung Delphis in den Fahrzeugentwicklungsprozess. AUTOMOBIL ELEKTRONIK: Welche Möglichkeiten sieht Delphi für eine Automatisierung in der Bordnetz-Fertigung? Automatisierung, vor allem im Bereich der Leitungssätze, ist ein lang untersuchtes Thema mit bislang ernüchternden Ergebnis-sen. Wir befinden uns heute an der Schwelle zu einem neuen Ansatz, getrieben durch den Einsatz innovativer Verarbeitungs-technologien zum einen; zum anderen gibt uns der Einsatz neu-er Isolationsmaterialien neue Möglichkeiten. Automatisierung kann nicht isoliert betrachtet werden. Sie ist abhängig vom Pro-duktdesign, was innerhalb der Architekturstudien schon mit be-rücksichtigt werden muss. Erst die frühzeitige Einbindung der Prozessingenieure in den Produktentwicklungsprozess erlaubt uns den effizienten Einsatz von neuen Automatisierungstech-nologien. AUTOMOBIL ELEKTRONIK: Welche Möglichkeiten sieht Delphi in der weiteren Miniaturisierung von Bordnetzen? Sieht man sich die Entwicklung der Kupferkosten innerhalb der vergangenen zwölf Monate an, so liegt die Erkenntnis nicht fern, dass neue Konzepte zur Miniaturisierung gefunden wer-den müssen. Aber auch die CO2-Diskussion und die zu erwar-

chend, den beteiligten Architekturkomponenten, zuzuordnen. Daraus leiten sich dann Produkte ab, die auf dem innovativsten Stand der Technik den Anforderungen gerecht werden, die die ideale Topologie und der Kunde letztlich fordern. Innerhalb unserer Produkt-Geschäftseinheit vereinheitlichen wir die technische Umsetzung der aus der Architektur abgeleite-ten Produkte mit der Professionalität der Profitcenter. Durch das teamübergreifende Zusammenspiel ergeben sich die Lösungen für Morgen, um auch zukünftig die Sprache unserer Kunden zu sprechen. Ein weiterer Vorteil von Delphi ist unsere Zusammenarbeit mit fast allen Automobilherstellern der Welt. Wir kennen ihre Art zu denken, ihre Stärken und ihr Fachwissen und erkennen, welche Art von Lösungen sie brauchen. Diesen Vorteil festigen wir durch die enge Zusammenarbeit unserer Entwicklungs-teams mit den Teams der Autohersteller, regional und global. AUTOMOBIL ELEKTRONIK: Welche Geschäftsziele hat Delphi im Be-reich E/E-Architektur in Europa? Unser Hauptziel ist, mit Hilfe der optimierten Bordnetzstruktu-ren unseren Kunden Expertenlösungen anzubieten, die deren individuelle Anforderungen erfüllen. Hier gilt es, unsere Markt-position zu sichern und zu stärken. Wir wollen, dass die Auto-mobilhersteller wissen, dass sie sich mit jedem Problem an uns wenden können und wir eine Lösung dazu finden werden. In Europa wollen wir insbesondere unseren Kundenstamm ko-reanischer und japanischer Automobilhersteller vergrößern. Außerdem wollen wir unsere gegenwärtige Führungsrolle auf dem europäischen Markt beibehalten und die prognostizierte Wachstumsrate übertreffen. Konkret wollen wir in den nächs-ten fünf Jahren eine durchschnittliche Wachstumsrate von fünf Prozent erreichen – bei einem prognostizierten Marktwachstum von nur 1,5 Prozent. Um dieses Ziel zu erreichen versuchen wir, die Kostenstruktur mit unserem Kostenmodell in Einklang zu bringen, das sich aus optimalen Marktzahlen und Wettbewer-beranalysen zusammensetzt. AUTOMOBIL ELEKTRONIK: Welche Trends im Bereich E/E-Architek-tur bringt die Zukunft? E/E-Funktionen werden weiter zunehmen und elektrische und elektronische Systeme werden die Integration von neuen Tech-nologien in unsere Produkte vorantreiben. Die Erhöhung des Energiebedarfs und die steigende Komplexität sind hier zwei entscheidende Punkte, die es technisch zu beherrschen gilt. Das Basisprinzip ist die „Funktionale Sicherheit”. Hier ziehen Kon-zepte aus dem Flugzeugbau in die Fahrzeuge ein. Eine Kon-sequenz ist, dass auch die elektrische Energie bilanziert und kontrolliert werden muss, um zu jedem Zeitpunkt die fehler-freie Funktion sicherzustellen und Voraussagen über die Zuver-lässigkeit der Systeme machen zu können. Die Antwort sind in-telligente Systeme, die den Energieverbrauch der Module koor-dinieren. Im Hinblick auf die funktionale Sicherheit werden die E/E Sys-teme technologisch aufgewertet. Das betrifft die physikalische Ebene ebenso wie die Software und die Datenbussysteme. Hier werden deterministische Protokolle langfristig unsere heute verbreiteten Übertragungssysteme ablösen. Flexray ist ein gutes Beispiel dafür. Redundanz auf allen physikalischen Ebenen wird eine entscheidende Rolle spielen. Entscheidend hier ist die Si-cherstellung einer Funktion unter allen erdenklichen Fehler-konditionen. Standardisierung im Bereich der Software ist heute mit Autosar schon die Regel. Im Bereich der Hardware werden wir in abseh-barer Zukunft den nächsten Standard beschreiben. Des Wei-teren ist neben Qualität und Zuverlässigkeit die Materialredu-zierung in der Konzeption die Priorität. Ebenso wird der Trend

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„Die elektrische Energie muss bilanziert und kontrolliert werden, um zu jedem Zeitpunkt die fehlerfreie Funktion sicherzustellen.“ Stefaan Vandevelde

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nicht ausschließlich der Schlüssel zum Erfolg, auch die Auswahl der richtigen Materialien kann hier positiven Einfluss nehmen. Erwähnen möchte ich zum Beispiel unser neues halogenfreies Kabel, welches gleichzeitig mehrere technische Anforderungen löst, wie physikalisches Verhalten, Zuverlässigkeit, Gewicht und Material und das einen entscheidenden Beitrag zur Umwelt-freundlichkeit und zum Recycling leistet. AUTOMOBIL ELEKTRONIK: Das Thema Hybridfahrzeuge rückt immer näher. Welche technischen Herausforderungen ergeben sich für das Bordnetz dieser Fahrzeuge und welche Lösungen hat Delphi? Die, insbesondere durch die Themen Treibstoffverbrauch und CO²-Emission zunehmende Verbreitung von Hybrid-Fahrzeu-gen hat signifikante Auswirkungen auf das Bordnetz: � Die zusätzliche Spannungsebene für den Elektroantrieb muss

sicher im Fahrzeug zwischen den Aggregaten verteilt werden. Bei Spannungen von einigen hundert Volt ist hierbei ins-besondere der Schutz von Personen, sowohl gegen Berüh-rung als auch gegen elektromagnetische Felder, eine neue He-rausforderung.

� Das zusätzliche Gewicht von Elektromotoren und Hybrid-Batterie erhöht den bereits heute bestehenden Bedarf nach Gewichtsreduktion erheblich.

In heutigen Fahrzeugen existieren das „konventionelle“ Bord-netz und das Hybrid–Bordnetz gemeinsam jedoch weitgehend getrennt. Damit Vorteile der hohen Spannung – wie geringere Stromaufnahme und damit geringere Leitungsquerschnitte – für die in Zukunft notwendige Neukonzeption des gesamten Bordnetzes im gesamten Fahrzeug ausgenutzt werden können, konzipiert Delphi bereits heute die notwendigen Strukturen und Komponenten.

Delphi entwickelt und produziert die notwendigen Kom-ponenten zur sicheren Energieübertragung in Hybridsystemen: � Berührungsgeschütze Hochspannungs-Kabelsätze � Gesicherte Stecksysteme � Trennsysteme für die Abschaltung im Fehlerfall � Intelligente Hochspannungs-Leistungsverteiler Durch den Einsatz neuer Materialien (zum Beispiel Einsatz von Aluminium statt Kupfer) und durch die stetige Verkleinerung der Baugruppen im Bordnetz (zum Beispiel Ersatz mecha-nischer Relais durch Halbleiter) hat Delphi einen erheblichen Anteil an der Reduzierung des Fahrzeuggewichtes.

Als Basis einer Steuerung und Reduzierung des elektrischen Energieverbrauches entwickelt Delphi intelligente Sensorik, die zur Ermittlung des Batteriezustandes und zur Überwachung der Leistungsverteilung eingesetzt wird.

Das Interview führte Siegfried W. Best

tenden neuen Grenzwerte zwingen uns, Masse und Gewicht signifikant zu reduzieren. Die dazu notwendigen Technologien sind im Hause Delphi schon seit langer Zeit entwickelt. Die öko-nomische und ökologische Notwendigkeit erzeugt ein neues Bewusstsein und erlaubt nun auch vormals technisch „unmög-liches“ ernsthaft zu implementieren. Die Delphi „Wafer“- Technologie dient genau dem Ziel der Gewichts und Bauraum- optimierten Produktgestaltung. Sie geht einher mit der Opti-mierung im Bereich der Architektur bis hin zu den damit ver-bundenen Automatisierungskonzepten. AUTOMOBIL ELEKTRONIK: Die kabellosen Verbindungen zwischen den Modulen werden zunehmen. Wie sehen solche Lösungen bei Delphi aus? Im Rahmen der Bordnetzverdrahtung und vor allem im Bereich sicherheitsrelevanter Funktionen wird die „Wireless“-Tech-nologie eher eine zweitrangige Rolle spielen. Hier bieten sich andere Konzepte wie z.B. PLC (Power Line Communication) an. Diese Technologien befinden sich zurzeit in der Testphase. Insgesamt betrachtet wird sich Wireless vor allem im Bereich der Telematik im KFZ wieder finden. Zusätzliche Einsatzmög-lichkeiten sind hier im Bereich der „Car to Car“ oder Off-Board-Kommunikation in der Entwicklung. AUTOMOBIL ELEKTRONIK: Neben Qualität und Zuverlässigkeit ist der Materialreduzierung bei Bordnetzen schon in der Konzeptions-phase Priorität einzuräumen. Wie stellen Sie sich darauf ein? Materialreduzierung und Miniaturisierung haben gewisserma-

ßen das gleiche Ziel. Hinsichtlich der Materialverfügbarkeit und der damit verbundenen Kosten werden wir unseren Kunden zukünftig neue Leitungs- aber auch Kontaktteiltechnologien vorschlagen. Die Technologie und Prozesstechnik ist entwickelt, und wir befinden uns zurzeit in der detaillierten Validierungs- und Spezifikationsphase. Was Aluminium als Leitermaterial be-trifft, so sehen wir Potenziale, vor allem im Bereich der Hoch-stromenergieversorgung. Materialreduzierung alleine ist aber

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„Bei sicherheitsrelevanten Funktionen wird die „Wireless“-Technologie eher eine zweitrangige Rolle spielen.“ Stefaan Vandevelde

„Bei Hybridfahrzeugen besteht bereits heute erheblicher Bedarf an Gewichtsreduktion.“ Stefaan Vandevelde