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Kundenzeitschrift der MicroNova AG01-2016NovaCarts 4.0Die neue HiL-Plattform eignet sich optimal fürinnovative Testing-Anwendungen und -ProzesseIntersektorale VernetzungDie Vernetzungslösung ViViAN verlässt die Grenzender ÄrztenetzeSelf-Organizing NetworksWie Mobilfunknetzbetreiber in Kombination mitCPCM von diesem Konzept profitierenSoftware-KatalogDesktop Central vereinfacht die SoftwareBereitstellung für IT-Abteilungenwww.micronova.de
Editorial„Die 100-Tage-Frist“Liebe Leserinnen und Leser,wenn ich mein erstes Editorial mit einem Vergleich zu einem USPräsidenten beginne, ist das weniger gewagt als auf den ersten Blickvielleicht vermutet – denn ich möchte mich zu Anfang auf die rechtbekannte 100-Tage-Frist beziehen: Franklin D. Roosevelt hatte sichebendiesen Zeitraum als Stillhalteabkommen zwischen Politik undÖffentlichkeit erbeten, um seinen ersten Maßnahmen die Chanceauf Wirkung zu geben. Auch wenn zum Redaktionsschluss meineAmtszeit als Vorstandsvorsitzender der MicroNova AG eben etwadiese 100 Tage beträgt: nachhaltiger Erfolg entsteht nicht in sokurzer Zeit und schon gar nicht „alleine“. So arbeitet das gesamteMicroNova-Team zusammen mit meinem Kollegen Dr. Klaus Ederund mir als „neuen“ Vorständen bereits seit Mai 2015 daran, dielangjährige Erfolgsgeschichte von MicroNova weiterzuschreiben;die ersten Früchte unserer gemeinsamen Aktivitäten finden Sie indieser Ausgabe der InNOVAtion. Unser „Vorgänger“, der MicroNova-Gründer und jetzige Aufsichtsratsvorsitzende Josef W. Karl,hatte uns hierfür ein mehr als gut bestelltes Feld übergeben.Das Highlight des Geschäftsbereichs eHealth, der Erhalt des ULDDatenschutz-Gütesiegels für die Vernetzungslösung ViViAN, wurdebereits in einer Sonderausgabe thematisiert, ebenso wie weitereentsprechende Neuigkeiten. Die Schwerpunkte dieser Ausgabeunserer InNOVAtion liegen daher in den Themenfeldern Testingsowie Netz- und IT-Management.Mit der Zusammenführung der HiL-Plattformen NovaSim und NovaCarts zu „NovaCarts 4.0“ sowie der Gründung der erstenMicroNova-Auslandsniederlassung in Tschechien haben wir wirklich außergewöhnliche Neuigkeiten im Gepäck. Die neue TestingLösung ist meiner Meinung nach das technologisch mit Abstand beste HiL-System, das es derzeit am Markt gibt – stellen Sie diesemeine Aussage gern auf die Probe und geben Sie meinen Kollegen und mir Rückmeldung. Bessere Echtzeit-Performance undVernetzung sowie die dadurch entstehenden, erweiterten Anwendungsmöglichkeiten sind einige der Aspekte von NovaCarts, diedas Heft nochmals aufgreift. Zur Elektromobilität bieten wir Ihnen ebenfalls Lesestoff, Stichwort Batteriesimulation. Und natürlicherhält auch unsere Testautomatisierungslösung EXAM ihren verdienten Platz in dieser Ausgabe. Ein wahres Feuerwerk an Beiträgenzündete der Bereich IT-Management – Produktvorstellungen, Referenzbericht, neue Webseite und die Einblicke in das Management von Mobilfunknetzen sollten für jeden Leser interessant sein, der schon einmal ein Mobilfunktelefon in der Hand hatte.Der Blick auf die genannten Entwicklungen macht mich schon ein wenig stolz. Hier und jetzt für MicroNova tätig zu sein, heißtfür mich: den Weg für wahrhafte Innovationen bereiten.Die gute Tradition, Sie auch ein wenig hinter die Kulissen von MicroNova schauen zu lassen, behalten wir natürlich bei. Mir bleibtan dieser Stelle noch, ein großes Dankeschön auszusprechen an Josef W. Karl – für das Vertrauen, für die erfolgreichen gemeinsamen Jahre und besonders dafür, dass er uns alle weiterhin im Rahmen seiner Funktion als Vorsitzender des Aufsichtsrats unterstützt: DANKE!Und nun wünsche ich: frohe Lektüre!Ihr Orazio Ragonesi002 // 01-16 // InNOVAtion
Inhaltsverzeichnis002 // Editorial003 // InhaltsverzeichnisTesting Solutions004 // Gemeinsam fit für die ZukunftDie neue HiL-Plattform NovaCarts 4.0 schafft optimaleVoraussetzung für die Anforderungen von morgen008 // Rundum-Testing für AkkuzellenMit dem neuen HiL-System NovaCarts Battery lassen sich Batteriezellen auf Lithium-Technologie noch genauer simulieren014 // Schneller am StartMarquardt setzt bei den Batterie-Management-Systemen fürLithium-Ionen-Starterbatterien auf MicroNova-HiL-Simulatoren018 // Zusammenspiel von Kraft und PräzisionContinental validiert Kugelgewindetriebe für elektronischeFeststellbremsen mit einem Funktionsprüfstand von MicroNova022 // EXAM UserDay 2015Ein Nachbericht zur EXAM-Anwenderkonferenz in IngolstadteHealth026 // Sicherheit mit Brief und SiegelDas Unabhängige Landeszentrum für Datenschutz hat der Vernetzungslösung ViViAN das ULD-Datenschutz-Gütesiegel erteilt028 // Mit Lichtgeschwindigkeit zur VernetzungViViAN geht den nächsten Schritt und vernetzt zukünftig auchKrankenhäuser, Pflegeeinrichtungen und Apotheken mit ÄrztenetzenNetzmanagement032 // Mehr Platz im NetzMobilfunknetzbetreiber setzen zunehmend auf Self-OrganizingNetworks - dabei gibt es einige „Knackpunkte“ zu beachtenIT-Management036 // Auf Usability fliegenBusiness-Jet-Betreiber DC Aviation vereinfacht Asset-Managementmit ServiceDesk Plus von ManageEngine038 // Software aus dem KatalogIT-Abteilungen können mit der neuen Version von Desktop Centralinterne Software-Kataloge für ihre Anwender bereitstellen042 // Fünf Tipps zum Active DirectoryMit diesen Ratschlägen lassen sich die AD-Lösungen vonManageEngine noch effizienter einsetzen048 // Kurz-News052 // ImpressumInNOVAtion // 01-16 // 003
Testing SolutionsGemeinsam fit für die ZukunftIn der neuen Produktplattform „NovaCarts 4.0“ führenMicroNova und carts die Produktlinien NovaSim und NovaCartszusammen. Das Ergebnis: Erweiterte Vernetzungsmöglichkeiten,größere Modularität und außergewöhnliche Echtzeit-Fähigkeiten.TEXT: Mathias Weber BILD: adimas / Fotolia.comNeben hoher Performance und Standardisierung sind bei der Hardwarein-the-Loop(HiL)-Simulation heutzutage auch größtmögliche Modularitätund Skalierbarkeit gefragt. Erst dieSumme dieser Fähigkeiten ermöglichteinen abteilungsübergreifenden unddamit effizienten sowie technologischumfassenden Einsatz. Um diesen Veränderungen Rechnung zu tragen unddie HiL-Simulatoren fit für die Herausforderungen von morgen zu machen,haben MicroNova und carts eine neue,gemeinsame HiL-Plattform entwickelt:NovaCarts 4.0.004 // 01-16 // InNOVAtionDie aktuelle Version führt die beiden, bislang getrennten ProduktlinienNovaSim und NovaCarts zusammen,die zukünftig beide unter dem Namen NovaCarts vertrieben werden.Diese Konsolidierung hat mehrereVorteile für die Anwender: Sie profitieren von der gebündelten Expertisebeider Unternehmen sowie Synergieeffekten der Zusammenarbeit; zudem kommen so die kombiniertenStärken von NovaCarts und NovaSim voll zum Tragen. Bei allen Neuerungen haben carts und MicroNovadarauf geachtet, dass sich bestehendeNovaSim- und NovaCarts-Systemeproblemlos auf NovaCarts 4.0 portieren lassen – für maximalen Bestandsund damit auch Investitionsschutz.Zu den Highlights von NovaCarts 4.0zählen vielfältige Optimierungen derBasis-Plattform. Als Beispiel sei derneue Ethernet-basierte I/O-Bus genannt, der die I/O-Performance undSkalierbarkeit der HiL-Systeme deutlich erhöht. Die integrierte XIL-API, diedie Vernetzung mit Fremdsystemen
Testing Solutionssignifikant erleichtert, zählt ebenfallszu den Vorzügen. Auch bei den anwendungsspezifischen Features gabes werthaltige Neuerungen, etwa diekomplett überarbeitete Batterie-Simulation, die in einem separaten Artikel indieser Ausgabe der InNOVAtion vorgestellt wird (siehe „Rundum-Testingfür Akkuzellen“, S. 008 ff). Zahlreichekleinere Verbesserungen und neueFeatures ergänzen die aktuelle NovaCarts-Generation (s. u.).Erhöhte I/O-Performanceund SkalierbarkeitIn der neuen Version haben cartsund MicroNova den bisher verwendeten proprietären, seriellen I/O-Busdurch ein deutlich leistungsfähigeresEthernet-basiertes Protokoll ersetzt.Das verwendete Gigabit-Ethernet bietet eine signifikant höhere Geschwindigkeit und Bandbreite als andereBus-Systeme. Dadurch gibt es praktisch keine relevante Obergrenze beider Anzahl der verbundenen I/Os. Sosind beliebige Aufbaugrößen bis hinzur Simulation von Gesamtfahrzeugen möglich. Da sich I/O-Änderungendurch das „Plug & Play“-Prinzip einfach und schnell realisieren lassen,können Testingenieure die neuenNovaCarts-Systeme zudem innerhalbkürzester Zeit für andere Projekte umrüsten und in Betrieb nehmen – vomkleinen zum vollausgebauten Systemoder umgekehrt. Das Ergebnis: minimale Stillstandzeiten und optimale Auslastung.Für MicroNova und carts war derUmstieg auf Ethernet als I/O-Backboneder nächste logische Schritt, der sichaus der Nutzung der leistungsstarkenund innovationsgetriebenen PC-Plattform ergeben hatte. Denn dadurchprofitieren NovaCarts-Anwender absofort nicht nur automatisch von denkontinuierlichen Verbesserungen imBereich der Betriebssysteme, der Multi-Core-Prozessoren und Arbeitsspeicher, sondern auch von den Weiterentwicklungen der Ethernet-Technologie.Dank der Standardkomponenten und-technologien lassen sich NovaCartsSysteme sehr schnell aufrüsten und soauch an kommende Anforderungenanpassen. Dieser Ansatz garantierteine hohe Zukunftsfähigkeit der HiLSimulatoren.Ein weiterer Vorteil des neuen I/OBus: Durch das neue KommunikationsBackbone sind die NovaCarts-Systemeproblemlos in der Lage, anspruchsvolle und hohe Übertragungsratenerfordernde Anwendungen zu realisieren. Selbst Simulationskarten miteiner hohen I/O-Dichte lassen sich soeinfacher in den I/O-Cluster einbindenals bisher. Zudem können Testingenieure auch komplexe, hochauflösendeSimulationsmodelle durch die leistungsfähige Modellplattform schnellin Betrieb nehmen, wie sie beispielsweise im Bereich des autonomen Fahrens erforderlich sind.Räumlich verteiltes TestenGleichzeitig bleibt NovaCarts demAnsatz treu, die Steuergerätesignalemöglichst nahe am Prüfling (engl: Device Under Test (DUT)) zu erzeugen.Dadurch lassen sich fast beliebige Leitungslängen ohneEinbußen bei derSignalqualitätrealisieren. Das ist gerade bei abteilungsübergreifenden Testprozessenvon Vorteil, da die HiL-Systeme inunterschiedlichen Räumen untergebracht werden können. So lässt sichbeispielsweise ein Motor-Prüfstandbeziehungsweise ein Motor-I/O-Cluster bei den Testingenieuren ansiedeln,die am meisten damit arbeiten; stehenVerbundtests an, kann das Gerät einfach mit weiteren HiL-Simulatoren vernetzt werden.Auch bei der verwendeten ToolChain haben MicroNova und carts darauf geachtet, dass sich die NovaCartsSysteme einfach auf- und umrüstenlassen: Unabhängig von der Größe basieren alle Simulatoren auf einer technologischen Plattform und verwendendie identische Software. So könnenAutomobilhersteller und -zuliefererschnell und einfach auf steigende Testanforderungen reagieren.XIL-API erleichtert VernetzungDie integrierte XIL-Schnittstelle verbessert ebenfalls die Leistungsfähigkeit der neuen HiL-Generation. Mitihr lassen sich die Systeme deutlichschneller und unkomplizierter mitFremdsystemen vernetzen als bisher.Dank der Funktionalitäten des neuenStandards „XIL API 2.0.2“ – den cartsund MicroNova mit als erste HiLAnbieter in ihre Systeme integriert haben – können Automobilhersteller und-zulieferer die Prüfstände optimal inheterogene Prüffelder einbinden.Die Offenheit anderen Systemengegenüber funktioniert dabei in beide Richtungen: Einerseits passen sichdie NovaCarts-Systeme optimal inbestehende Systemlandschaften ein,andererseits lassen sich Subsysteme anderer Hersteller in NovaCartsLandschaften integrieren. Das stellteine spürbare Arbeitserleichterunggegenüber älteren HiL-Systemen dar:Für diese mussten die Hersteller meistInNOVAtion // 01-16 // 005
Testing Solutionsproprietäre Schnittstellen entwickeln,um heterogene Prüffelder realisierenzu können. Das war aufwändig und mithohen Entwicklungs- und Pflegekosten verbunden. Da Automobilhersteller und -zulieferer inzwischen immermehr auf technologisch herausragende Lösungen von verschiedenen Herstellern (Best-in-Class-Systeme) setzen, steigen auch die Anforderungenan die Interoperabilität der Systeme.Um den Anwendern von NovaCartseinen hochstandardisierten Verbundbetrieb zu ermöglichen, beteiligensich MicroNova und carts aktiv in denStandardisierungsgremien der Automobilindustrie. Durch die Integrationgeeigneter Schnittstellen wie der XILAPI können Hersteller und Zulieferer bereits existierende Tools – etwaTestautomatisierungs-Lösungen oderVersuchsoberflächen – einfach an dasNovaCarts-System anbinden. Dabeispielt es keine Rolle, ob es sich umfremde Steuerungs-Software handeltoder nicht.Offene Schnittstellen für dieEchtzeit-SynchronisationNeben der XIL-API verfügen die neuen NovaCarts-Systeme über weitere,offene und standardisierte Schnittstellen. Diese ermöglichen beispielsweisedie Synchronisation in Echtzeit mitanderen entsprechenden Systemen(Realtime Targets). Auch der Datenaustausch mit simulierten Steuergerätenzählt zum Leistungsspektrum.Dadurch eignen sich die NovaCartsSysteme optimal für dynamische Testprozesse. Während zu Beginn einerTestphase vermehrt simulierte Steuergeräte zum Einsatz kommen, werden diese – je nach Fortschritt – nachund nach durch reale Prüflinge ersetzt,bis letztlich die finalen Integrations-006 // 01-16 // InNOVAtiontests auf Systemebene anstehen. DieNovaCarts-Simulatoren lassen sichdank ihres modularen Aufbaus unabhängig vom jeweiligen Teststadiumeinfach und effizient an die jeweiligenAnforderungen anpassen.Optimal geeignet für innovative AnwendungsbereicheObwohl die neue HiL-Generationvon MicroNova und carts bereitsdurch Features wie den Ethernet-Busoder die XIL-API zusätzliche Anwendungsbereiche erschließt, haben beideUnternehmen bei der Entwicklung einbesonderes Augenmerk auf innovativeAnwendungsbereiche gelegt – darunter beispielsweise die Themen „induktives Laden“ oder „autonomes Fahren“.Entstanden ist dabei unter anderemeine Testlösung für induktive Ladesysteme. Weitere anwendungsspezifischeLösungen sind eine lationsmodelle für Radar- undLidar-Systeme.Auch bei den klassischen TestingAnwendungen hat sich einiges getan:Für den Test etablierter Antriebssysteme stehen beispielsweise neue Sensor- und Aktuator-Simulationen zurVerfügung. Darüber hinaus ermöglichtNovaCarts 4.0 eine elektrisch sehrkomplexe Simulation für Piezo-Injektoren, die sowohl einzeln betriebenals auch vollumfänglich in Motor-Prüfstände integriert werden kann.Weitere VerbesserungenUnabhängig davon, für welchenAnwendungsbereich NovaCarts eingesetzt werden soll: Ergänzt wird dieaktuelle Version, wie erwähnt, durchzahlreiche kleinere Verbesserungenund Features. Dazu zählen beispiels-1LidarDie Abkürzung Lidar (Lightdetection and ranging) bezeichnet eine Methode zur optischenAbstands- und Geschwindigkeitsmessung, die eng mit demaus Geschwindigkeitskontrollenbekannten Radar verwandt ist.Lidar-Systeme senden Laserimpulse aus und können aus derStreuung des zurückgeworfenenLichts berechnen, wo und in welcher Entfernung sich Hindernissebefinden. Dadurch eignen sichLidar-Systeme optimal für innovative Fahrerassistenzsysteme, Einparkhilfen sowie Anwendungenim Bereich autonomes Fahren.
Testing SolutionsDie gesamte Fahrzeugelektronik in einem System: Dank ihres1 modularen Aufbaus und ihrer hohen Skalierbarkeit lassen sichmit den NovaCarts-HiL-Simulatoren beliebige Aufbaugrößen bis hinzur Simulation von Gesamtfahrzeugen realisieren. Bei Bedarf können Testingenieure die neuen Systeme innerhalb kürzester Zeit fürandere Projekte umrüsten, da sich I/O-Änderungen durch das neue„Plug & Plug“-Prinzip einfach und schnell realisieren lassen.weise der zusätzliche Feld-Bus CANFD, die Datenaustauschformate Fibexund ARXML sowie der im Nutzfahrzeugbereich eingesetzte CAN-Protokollstandard J1939, mit dem Spezialanwendungen zur Übermittlung vonSteuerungsinformationen optimal adressiert werden können.FazitMit NovaCarts 4.0 haben MicroNova und carts eine innovative undzukunftsfähige HiL-Plattform geschaffen. Sie zeichnet sich durch größtmögliche Skalierbarkeit und Modularitätaus, lässt sich noch effizienter und einfacher an dynamische Bedingungenanpassen und schafft perfekte Voraussetzungen für abteilungs- oder projektübergreifende Testprozesse. Dankder Erweiterungen und Neuerungenerfüllt die Plattform auch die hohenAnforderungen technologisch anspruchsvoller und innovativer Anwendungsbereiche mühelos. Gleichzeitigprofitieren Anwender aus klassischenFahrzeugdomänen von der deutlichverbesserten Performance. Mit NovaCarts sind Automobilhersteller und-zulieferern optimal für zukünftige Herausforderungen gerüstet.Ergänzende Angebotefür NovaCarts-SimulatorenZusätzlich zu den schlüsselfertigenNovaCarts-Systemenbietet MicroNova die passendeBedien- und AutomatisierungsSoftware sowie individuelle VorOrt-Services und deckt damit dengesamten Testing-Prozess ab. BeiBedarf unterstützen die erfahrenen Experten von MicroNova beider Anpassung komplexer Simulationsmodelle und Rest-Bus-Simulationen oder setzen individuelleSoftware- und Hardware-Wünscheum (Custom Engineering).Auch für den Einsatz der TestingLösungen bietet MicroNova professionelle Vor-Ort-Unterstützungund berät bei der Optimierung vonTestprozessen, der Durchführungautomatischer Tests oder stelltden laufenden Betrieb der Prüfinfrastruktur sicher.InNOVAtion // 01-16 // 007
Testing SolutionsRundum-Testingfür AkkuzellenMit dem neuen HiL-System „NovaCarts Battery“ lassen sichBatteriezellen deutlich genauer simulieren als bisher. Das schafftoptimale Voraussetzungen für die Entwicklung neuer BatterieManagement-Funktionen – beispielsweise zur Regelung vonLade- und Alterungszustand der Zellen.1TEXT: Mathias Weber BILDER: wellphoto, sibfilm, Syda Productions / Fotolia.com008 // 01-16 // InNOVAtion
Testing SolutionsKurze Ladezeiten und1 maximale Leistung:Neue Batterie-ManagementFunktionen helfen dabei,Fahrzeugbatterien möglichsteffizient zu nutzen.Statt „Tiger im Tank“ heißt es womöglich bald „Adler im Akku“: DieElektromobilität soll zum Überfliegerwerden. Mit der zunehmenden Elektrifizierung spielen zuverlässige und leistungsfähige Akkumulatoren demnacheine immer größere Rolle. Entsprechend wichtig sind Batterie-Management-Systeme (BMS), die Lade- undEntladevorgänge der einzelnen Zellensteuern. Speziell für die Validierungderartiger Systeme haben MicroNovaund carts das neue Hardware-in-theLoop(HiL)-System „NovaCarts Battery“entwickelt, das umfassende Funktionen für die Zellsimulation bietet. Dieanwendungsspezifische Lösung istein Bestandteil der neuen NovaCartsGeneration 4.0 (siehe „Gemeinsam fitfür die Zukunft“, S. 004 ff.) und profitiert daher auch von den Verbesserungen der NovaCarts-Basis-Plattform.Eines der Highlights von NovaCartsBattery ist die neue Zellsimulationskarte, mit der sich die einzelnen Batteriezellen vollständig digital simulierenlassen. Das bietet einen entscheidenden Vorteil gegenüber Lösungen mitteilweise analogen Ersatzschaltungen:Die zur Simulation verwendeten Parameter und digitalen Regler sind inder FPGA-Technologie auf der Karterealisiert und können so, je nach Bedarf, direkt in der Software verändertoder erweitert werden. Im Gegensatzzu analog aufgebauten Simulationskarten ist ein kostspieliger Austauschder Hardware dabei nicht erforderlich.InNOVAtion // 01-16 // 009
Testing SolutionsLithium-Ionen(LiIo)FeststoffzellenAnders als die meisten anderen Akkumulatoren verfügenLiIo-Feststoffzellen anstelle einesflüssigen über einen festen Elektrolyten, durch den die LithiumIonen während des Entladens vonder Anode zur Kathode wandern.Das hat verschiedene Vorteile: Einfester, meist aus einer speziellenKeramik gefertigter Elektrolytkann nicht auslaufen und nichtin Brand geraten. Zudem sind beiFeststoffzellen weder Kühlsystemnoch spezieller Schutz erforderlich, da sie unempfindlich gegenmechanische Belastungen sind.Allerdings benötigen die Lithium-Ionen etwas länger, um durcheine feste chemische Verbindungzu wandern. Das erhöht den Widerstand für den Ionentransportund verringert die Leitfähigkeit.Ist der verwendete Elektrolyt nurwenige Mikrometer dick, lässtsich die geringere Leistungsdichtewieder ausgleichen. Das wiederum hat positive Auswirkungenauf das Gesamtgewicht und -volumen der Batterie.Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung(ISI) geht davon aus, dass LiIoFeststoffzellen ab 2020 auf demMarkt erhältlich sind und zukünftig zu den wohl wichtigsten Batterietechnologien zählen werden.010 // 01-16 // InNOVAtionHeute Batterietechnologienvon morgen simulierenAuf diese Weise lassen sich unteranderem Stromsprünge und Spannungseinbrüche hochgenau abbilden.Gleichzeitig können BMS-Entwicklerbeispielsweise für den Innenwiderstand der Zellen problemlos Werteeinstellen, die außerhalb des bisherüblichen Bereichs liegen. Dadurch istdie Zellsimulationskarte in der Lage,auch neuartige Batterietechnologienzu simulieren – wie beispielsweise diemomentan als vielversprechend geltende Lithium-Ionen(LiIo)-Feststoffzelle (siehe Textkasten).NovaCarts Battery bildet alle derzeitverfügbaren Lithium-Technologien abund ist auch für zukünftige Anforderungen bestens gerüstet: Die HiL-Systeme lassen sich bei Bedarf einfach perSoftware-Update aufrüsten, so dassAutomobil- und BMS-Hersteller auchzukünftige Batterietechnologien mitdem aktuellen System testen können.State-of-Health- undState-of-Charge-RegelungenDarüber hinaus eignen sich die neuen Batterie-Simulatoren von MicroNova und carts optimal für die Entwicklung neuer BMS-Algorithmen fürdie Laderegelung (State-of-Charge(SoC)) und Zustandsregelung (Stateof-Health (SoH)). Eine wichtige Rollewird dabei in Zukunft nach derzeitigemKenntnisstand die elektrochemischeImpedanzspektroskopie spielen, dieüber kurz oder lang Bestandteil vonBatterie-Management-Systemen werden könnte: Bei dieser Methode zurBestimmung des Wechselstromwiderstands wird der zu untersuchendeAkku mit variierenden Ladeimpulsenmit bis zu zehn Kilohertz (kHz) angeregt. Die Messergebnisse ermöglichen Rückschlüsse auf das Innenlebender Batterie und geben beispielweiseAuskunft über den Lade- und Alterungszustand der einzelnen Zellen –wichtige Informationen, die eine nocheffizientere Nutzung der Batterie ermöglichen würden.Zum Test derartiger Funktionen istallerdings eine schnelle Reaktion derHiL-Systeme notwendig. Mit der neuen Modellplattform von NovaCartsBattery lassen sich Taktzeiten von wenigen Mikrosekunden im Verbund sowie eine ebenso schnelle I/O-Dynamikerzielen lassen. Dadurch können dieaktuellen Batteriezustände mit einerbisher nicht erreichten Exaktheit berechnet und simuliert werden.Simulation vonStarterbatterienDie mit zehn Kilohertz sehr hoheUpdate-Rate von NovaCarts Batterykommt Automobilherstellern und-zulieferern auch bei der Entwicklungvon Starterbatterien zu Gute, die einedeutlich größere Leistung in kürzererZeit erfordern als andere Batterieanwendungen: Da sich das dynamischeVerhalten der Zellen beim Startvorgangexakt nachbilden lässt, können mitNovaCarts Battery auch derartige Spezialanwendungen realisiert werden.Aktives Cell-BalancingDie neue, dynamische Zellsimulationhat noch einen weiteren Vorteil: MitNovaCarts Battery lassen sich nebenBMS mit passivem Cell-Balancing jetztauch Systeme mit aktivem Cell-Balancing validieren. Während aktuelle BMSdie Ladung zwischen den einzelnenZellen eines Batteriepacks meist passivausgleichen – also die überschüssigeEnergie als Wärme verbrennen – verteilen aktive Laderegelungen die Ladung um.
Testing SolutionsDazu wird die Ladung aus Zellen mitnormaler oder überdurchschnittlicherKapazität zu solchen mit unterdurchschnittlicher Kapazität übertragen, bisalle Zellen einen vergleichbaren Ladezustand aufweisen. Das minimiertfertigungs- oder alterungsbedingteKapazitätsverluste der Batterie, beschleunigt das Laden und ermöglichtes, die maximale Kapazität jeder einzelnen Zelle zu nutzen.State of ChargeTests mit LeistungsendstufeDie neuen NovaCarts-Battery-Systeme sind für die langfristige Nutzungkonzipiert. MicroNova und carts habendarum bei der Entwicklung darauf geachtet, dass neben den bislang meistleistungslosen Simulationen auchTests mit vollständiger Leistungsendstufe durchgeführt werden können.Letztere gewinnen aus verschiedenenGründen vermehrt an Bedeutung:Dazu gehören neben strengeren Sicherheitsnormen unter anderem dieimmer stärkere Integration der Reglerund die zunehmend verschwimmenden Grenzen zwischen Algorithmusund Leistung.Mit den neuen HiL-Simulatoren derNovaCarts-4.0-Reihe lassen sich erstmals alle Anwendungen um eine Emulation mit einer bislang unerreichtenDynamik von zehn Kilohertz erweitern– bis in den Hochvoltbereich für PKWsund LKWs. Oder anders ausgedrückt:Automobilhersteller und -zulieferersind mit NovaCarts optimal für zukünftige Anforderungen bei der Batteriesimulation gerüstet – unabhängigdavon, ob die Tests leistungslos – alsoim Niederspannungsbereich im Laborohne Gefahr für Leib und Leben – oderaber mit Leistungsendstufe durchgeführt werden sollen.InNOVAtion // 01-16 // 011
Testing SolutionsWeitere VerbesserungenNeben diesen Highlights habenMicroNova und carts auch viele „klassische“ Eigenschaften des Batterie-HiLSimulators verbessert: Dazu gehörenunter anderem ein erweiterter Spannungsbereich, eine höhere Genauigkeit der Zell-I/O sowie eine erweiterteSpannungsfestigkeit von bis zu einemKilovolt, mit der sich deutlich größereAufbauten realisieren lassen. Neu istauch die hochaufgelöste Shunt-Simulation (16-bit), die sich dank digitalerAnsteuerung durch eine sehr hoheGenauigkeit auszeichnet. Kurze undstabile Verbindungen zum Steuergerätsowie die direkt am Ausgang angesiedelte Fehlersimulation sorgen zudemfür eine höhere Signalqualität.Eine weitere signifikante Weiterentwicklung ist die neue Widerstandssimulation für die Nachbildung vonTemperatursensoren. Damit lassen sichsowohl Temperaturfühler mit negativen als auch mit positiven Temperaturkoeffizienten (NTC bzw. PTC) simulieren. Darüber hinaus sind für NovaCartsBattery spezielle Baugruppen zur Simulation von Zwischenkreiskapazitäten und Isolationsfehlern verfügbar.2FazitNovaCarts Battery von MicroNovaund carts erfüllt alle aktuellen undzukünftigen Anforderungen bei derValidierung von Batterie-Management-Systemen. Wie alle NovaCartsSysteme zeichnet sich auch der neueHiL-Simulator durch den modularenund skalierbaren Aufbau aus. Dadurchlässt er sich vielseitig für die Entwicklung neuer BMS-Funktionen einsetzen,etwa für Lade- und Alterungsregelungen oder aktives Cell-Balancing. Dankder Offenheit und Anpassungsfähigkeit der Lösung lassen sich Batterieregelungssysteme für eine aktuelleLithium-Technologie oder einen neuenBatterietyp testen.Hohes Innovations-2 potential: Der Batterie-bereich ist aktuell nicht nuraufgrund der zahlreichentechnologischen Neuerungenund Weiterentwicklungenäußerst spannend, sondernspielt als Schlüsseltechnologien auch eine entscheidendeRolle beim Marktdurchbruchder Elektromobilität.Testlösungen für innovative LadesystemeAls Alternative zum klassischen Ladevorgang über Kabel und Stecker kommen zukünftig vermehrt kontaktlose Übertragungssysteme zum Einsatz, die das Fahrzeug induktiv mit Energie versorgen. Dazu wird meist eine magnetische Spule im Boden einesParkplatzes und eine zweite im Fahrzeugunterboden eingebaut. Parkt das Fahrzeug auf dem Stellplatz, entsteht in der oberenSpule magnetische Energie, die in elektrische Energie umgewandelt und anschließend dem Bordnetz zur Verfügung gestellt wird.Bei dieser Technologie müssen jedoch gewisse Parameter – wie die Induktivität oder Kapazität der am Ladevorgang beteiligtenKomponenten – stärker berücksichtigt werden als bei kabelgebundenen Systemen. Zudem sorgen der räumliche Abstand zwischen den Spulen und die geometrische Ausrichtung für zusätzliche Komplexität bei der Reglerauslegung. Neben diesen, reinphysikalischen Herausforderungen gilt es auch, spezielle Sicherheitsaspekte zu beachten, um eine Gefährdung von Lebewesenauszuschließen.Für eine zuverlässige Absicherung induktiver Ladesysteme haben MicroNova und carts eine spezielle Lösung entwickelt. Dasneue „NovaCarts Inductive Charging Model“ simuliert beispielsweise alle Leistungskomponenten von Spule zu Spule realitätsgetreu im Labor, ohne eine Zerstörung von Steuergeräten oder eine Gefährdung des Testpersonals zu riskieren. Da alle variablenSystemparameter auch ohne Hardware automatisiert eingestellt werden können, eignet sich das System sowohl zur Überprüfungvon Sicherheitsaspekten als auch der Reglerauslegung.012 // 01-16 // InNOVAtion
Testing SolutionsTesting-TrendsWie wirken sich Trends wie autonomes Fahren oder Elektromobilität auf die Produkte und Leistungen von MicroNova aus?Ein Interview mit Dr. Klaus Eder, COO von MicroNova.InNOVAtion: Vor kurzem hat dieBundesregierung einen Entwurf beschlossen, der die rechtlichen Grundlagen für das autonome Fahren erweitert. Wie wirkt sich diese Entscheidungauf die weitere Entwicklung der NovaCarts-Systeme aus?Dr. Klaus Eder: DerTrend vom assistierten zum autonomenFahren beschäftigtdie ganze Automobilbranche. Die Absicherung der massiv komplexer werdenden Systeme isteine Mammutaufgabe, die auch anunsere HiL-Simulatoren komplett neueHerausforderungen stellt.Zuallererst wird die Sensorik im Fahrzeug dadurch deutlich umfangreicherund komplexer. Die verschiedenenKomponenten – Radar, Lidar, Ultraschall-Sensoren, 3D-Kameras und soweiter – müssen simuliert und getestetwerden. Dazu kommt, dass die Integration aller Systeme eine maßgeblicheRolle für das autonome Fahren spieltund immer komplexere Umgebungssimulationen erforderlich macht.Unsere HiL-Systeme spielen dabeieine maßgebliche Rolle. Zwei Stichpunkte möchte ich hier ins Spiel bringen: Offenheit und Modularität. InZukunft erwarten unsere Kunden, dasssie das jeweilige Best-in-Class-Systemauswählen und mit unseren HiLSimulatoren kombinieren können. Wirsetzen dabei auf die bestehenden undsich weiter entwickelnden XiL-Standards des ASAM e. V. sowie eine offeneSystemarchitektur, mit der wir externePrüfstände und Modelle, Sensor- oderUmgebungssimulationen sowie externe Testsysteme schnell und effizientintegrieren können.InNOVAtion
API können Hersteller und Zuliefe-rer bereits existierende Tools - etwa Testautomatisierungs-Lösungen oder Versuchsoberflächen - einfach an das NovaCarts-System anbinden. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um fremde Steuerungs-Software handelt oder nicht. Neben der XIL-API verfügen die neu-en NovaCarts-Systeme über weitere,
