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Automotive & Transportation

So erhöhen Halbleiter Produktivität und Sicherheit in Nutzfahrzeugen

| Autor/ Redakteur: Vincent Usseglio * / Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Der Elektronikanteil in Nutzfahrzeugen steigt ständig weiter. In diesem Beitrag erfahren Sie, wie sich mit modernen Halbleitern Sicherheit und Produktivität in landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen erhöhen lassen.

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Fortschreitende Automatisierung bei weniger Energiebedarf: Innovative Halbleiter erhöhen Produktivität und Sicherheit in Nutzfahrzeug-Anwendungen.
Fortschreitende Automatisierung bei weniger Energiebedarf: Innovative Halbleiter erhöhen Produktivität und Sicherheit in Nutzfahrzeug-Anwendungen.
(Bild: Infineon)

Während im Jahr 2016 voraussichtlich mehr als 2,5 Mio. LKWs (mit mindestens sechs Tonnen) produziert werden, sollen es in 2018 über drei Mio. und bis 2025 jährlich mehr als vier Mio. neue LKWs sein. Nutzfahrzeuge, Bau- und Landmaschinen (CAV, Commercial, Construction and Agricultural Vehicles) sollen weniger Energie benötigen und gleichzeitig produktiver werden. Höherer Automatisierungsgrad bei weniger Energiebedarf und gesteigerter Sicherheit für Fahrer und Verkehrsteilnehmer heißt daher das Credo. Innovative Leistungsbauelemente, spezielle „intelligente“ Treiber-ICs, präzise Sensoren und rechenstarke Mikrocontroller mit integrierten Sicherheits-Features sind die Antwort darauf.

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Am Beispiel landwirtschaftlicher Nutzfahrzeuge lässt sich der Trend zu immer mehr Elektronik in Nutzfahrzeugen gut festmachen und auf alle anderen CAV-Anwendungen (Commercial, Construction and Agricultural Vehicles) übertragen. Angesichts des Bevölkerungswachstums muss die Produktivität landwirtschaftlicher Nutzfahrzeuge kontinuierlich steigen (Bild 1). Das geht nur mit mehr elektronischen Systemen.

Telematik- und Tracking-Systeme sorgen für effizientere Bewirtschaftung und höhere Erträge. Der Schlüssel für mehr Effizienz liegt in elektrischen und Hybrid-Antrieben, mehr Automatisierung und teilweise oder komplett autonomen Systemen. Selbstfahrende Fahrzeuge in der Landwirtschaft zeigen, wie Emissionen und Betriebskosten um bis zu 90% sinken können. Entsprechend diesem Trend steigt der Halbleiter-Anteil in CAV-Applikationen.

Auch wenn die Anforderungen bei CAV-Applikationen ähnlich der von PKWs sind, gibt es doch erhebliche Unterschiede, z.B. bei der Batteriespannung, Lebensdauer, Betriebsbedingungen und funktionaler Sicherheit. Zu den Anwendungen für Halbleiter in CAV-Applikationen gehören neben intelligenten Antrieben auch die Kabinen-Elektronik, Beleuchtung, Radar- und Kamerasysteme, diverse Steuereinheiten, Antriebsstrang und vielfältige Fahrerassistenzsysteme.

Intelligente Schalter ersetzen mechanische Relais

Hydraulische und pneumatische Systeme findet man in vielen CAV-Applikationen wie Baumaschinen, Harvestern, Fördertechnik, Bergbaumaschinen und Landwirtschaft. Dabei gibt es verschiedene Aspekte und Anforderungen für die Ansteuerung von Ventilen, z.B. die Betriebsspannung. So arbeiten LKWs in den USA mit 12 V, LKWs in Europa und Asien dagegen mit 24 V. Zudem erfordern CAV-Anwendungen spezielle Schutz- und Diagnose-Funktionen, geringe Verlustleistung, PWM-Funktionalität und hohe Präzision.

Ob hydraulisch oder pneumatisch: Leit­systeme für Regelventile müssen entsprechende Funktionsmerkmale haben. Zur effizienten Steuerung induktiver Ventile muss ein hydraulisches System präzise und robust genug sein, um rauen Umgebungsbedingungen standzuhalten. Zudem muss es auf die jeweilige Auswahl von Schutz- und Diagnosefunktionen ausgelegt sein. Für eine pneumatische Variante spricht, dass sie kostengünstiger und einfacher integrierbar ist als ihr hydraulischer Gegenpart und auch in anspruchsvollen Umgebungen besteht.

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