Modellbasierte Analyse und Diagnose von Lichtbogenfehlern in 48 V Kfz-Bordnetzen

Abstract

Zur Untersuchung der Beschaffenheit von Lichtbogenfehlern in 48 V Kfz-Bordnetzen und für die Simulation der elektrischen, und gegebenenfalls funktionalen, Auswirkungen wird in dieser Arbeit ein neues Lichtbogenmodell entworfen, welches die in dieser Arbeit analysierten und definierten Anforderungen an Lichtbogenmodelle für Simulationen in 48 V Kfz-Bordnetzen erfüllen kann. Dieses Lichtbogenmodell kann mit Modellen von Bordnetzen kombiniert und so für die Analyse von fehlerhaften Bordnetzen verwendet werden. Anhand einer exemplarischen Bordnetzauslegung wird demonstriert, dass bei geschickter Wahl der Bordnetzabschlüsse und Verkabelungselemente eine intrinsische Sicherheit gegen serielle Lichtbögen erreicht werden kann. Für parallele Lichtbögen wird ein Diagnoseverfahren vorgestellt, welches in der Lage ist, diese zu detektieren und zu klassifizieren. Es werden für verschiedene Konfigurationen Worstcase-Abschätzungen bezüglich der Verlustenergie und somit der maximalen Reaktionszeit von Diagnoseverfahren durchgeführt. Das modellbasierte Diagnoseverfahren wird abschließend zunächst theoretisch hergeleitet und an einem konkreten Beispiel im Labor und mittels einer mit dem neuen Lichtbogenmodell nachgebildeten Simulation angewendet, validiert und diskutiert.