Seminaraufgabe SoSe 2022: EHF Gruppe FKI
Seite für die Gruppe Fahrzeugkarosserie und Innenraum (FKI)
Autoren: Olga Ruhe; Christian Schwinne; Robert Leidig
Betreuer: Prof. Dr.-Ing. M. Göbel
Einleitung
Im Fach „Systems Design Engineering“ aus dem Studiengang "Business and Systems Engineering" wird den Studierenden die strukturierte Entwicklung von komplexen Systemen näher beigebracht. Im Sommersemester 2022 wurde das Projekt zum Hauptthema „Energiehaushalt eines E-Fahrzeugs“ in drei Gruppen realisiert. Unsere Gruppe hat sich mit dem Unterthema „Fahrzeugkarosserie und Innenraum“ beschäftigt.
Die Komponente "Fahrzeugkarosserie und Innenraum" (FKI)
Die Komponente "Fahrzeugkarosserie und Innenraum" modelliert die .......
V-Modell
Um eine einheitliche Umsetzung des Projekts zu gewährleisten, wird das V-Modell verwendet. Dieses kann in drei Hauptbereiche unterteilt werden:
- die Definitionsphase auf der linken Seite
- die Implementierung auf der Spitze des Modells
- die Test und Integrationsphase auf der rechten Seite
Der zunehmende Detaillierungsgrad der Definitionsphase wird durch die Schritte Anforderungsdefinition, funktionaler Systementwurf, technischer Systementwurf und Komponentenentwurf gewährleistet.
- Anforderungsdefinition: Der erste Schritt des V-Modells besteht in der Zusammenfassung der Anforderungen an das Endprodukt. Hier wird die Frage geklärt was das Endprodukt können soll. Dies können sowohl technische Anforderungen sein (z.B. die Maße des Produkts, Leistungskennzahlen) als auch zum Beispiel optische (Farbe o.ä.). Alle Anforderungen werden in einem Lastenheft zusammengefasst und müssen abgenommen werden.
- Funktionaler Systementwurf: Im Anschluss finden die ersten Überlegungen zur Umsetzung der Anforderungen statt. Dabei wird ein Gesamtsystem erstellt sowie weitere Projektdetails beschrieben (z.B. Projektorganisation).
- Technischer Systementwurf: Der technische Systementwurf verfeinert den funktionalen. Hier wird das Gesamtsystem in einzelne Komponenten unterteilt. Des Weiteren werden die Abhängikeiten der Komponenten beschrieben sowie die einzelnen Schnittstellen.
- Komponentenentwurf: Die unterste Detaillierungsebene bildet der Komponentenentwurf. In diesem Dokument wird die genaue Umsetzung erarbeitet und geplant. Wie kann die Komponente berechnet werden? Wie kann die Komponente entwickelt werden?
- Implementierung: Nachdem das Projekt detailliert beschrieben ist kann die Entwicklung des Produkts durchgeführt werden. Hier werden alle geforderten Funktionen programmiert und/oder modelliert.
Bevor das Produkt freigegeben werden kann, werden drei Testphasen durchlaufen. Hierbei wird (wie in Abbildung XX zu erkennen) vom höchsten bis zum geringsten Detaillierungsgrad getestet.
- Komponententest: Mit dem Komponententest werden die Funktionen auf der detailliertesten Anforderungsebene getestet (z.B. wurden Werte korrekt berechnet).
- Integrationstest: Eine Ebene höher wird getestet, ob die Module gemeinsam funktionieren (Abhängigkeiten, Schnittstellen).
- Systemtest: Hier wird das Gesamtsystem in einer optimalen Umgebung getestet. Dabei kann der Kunde entscheiden ob das Produkt den gewünschten Anforderungen entspricht.
- Abnahme: Bevor das Produkt endgültig abgenommen wird, wird es in der finalen bzw. möglichst realistischen Umgebung getestet. Dabei sollten auch die Endnutzer bzw. Anwender das Produkt testen.
Werden alle Tests bestanden kann das Produkt erfolgreich abgenommen werden.
Anforderungsdefinition: Lastenheft
Die Anforderungsdefinition beinhaltet die Anforderungen an das Endprodukt des Projekts. In dem daraus entstehenden Lastenheft werden sowohl technische Anforderungen aufgeführt (z.B. die Größe der Fahrgastzelle) als auch Einflussfaktoren (z.B. Sonnenstrahlung) auf das Teilsystem. Zur Erstellung des Lastenhefts wird Microsoft Excel verwendet (Abbildung XX). Hierbei wird in der Typen Spalte zwischen Information (I) und Anforderung (A) unterschieden. Als Informationen werden Einflussfaktoren auf das System bezeichnet, welche bei der Entwicklung beachtet werden müssen. Die kann zum Beispiel der Einfluss der Scheiben der Fahrgastzelle auf die Dämmung sein. Anforderungen hingegen sind direkte Vorgaben an das System (z.B. Maße der Fahrgastzelle).
| ID | Typ (I = Info, A = Anforderung) | Kapitel | Inhalt | Ersteller | Datum | Status Auftraggeber | Kommentar Auftraggeber | |
| 100 | I | 1 | Dämmung | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | |||
| 101 | A | Dämmung gegen Hitze und Kälte [-20°C bis 40°C]/Durchschnittstemperatur 9,1°C (2021) | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 102 | I | Sonnenstrahlung erhitzt zusätzlich und wird berechnet durch: P_Sonneneinstrahlung; A_Fahrgastzelle | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert mit Einschr. | Hier z. B.: "Die Sonneneinstrahlung muss über ein Signal [Sonnen-Leistung/m²] und über einen Parameter [senkrecht bestrahlte Fläche] bestimmt werden." | ||
| 103 | I | Metallummantelung beeinflusst Dämmung | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 104 | I | Verluste durch Scheibenflächen | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 105 | I | Geschwindigkeit beeinflusst Kühlung | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 106 | I | Öffnen von Türen und Fenstern | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 107 | A | Maße/Außenfläche | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 108 | A | davon: Fenster (anderer Dämmfaktor) | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 109 | A | Das thermische Verhalten muss mit einem Modell simuliert werden, dass am Eingang den Gesamt-Wärmestrom in Watt erhält und daraus die Temperatur im Innenraum bestimmt [inkl. Abkühl- und Aufheizverhalten] | Prof. Göbel | 18.05.2022 | Akzeptiert | |||
| 200 | I | 2 | Nebenverbraucher | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | |||
| 201 | A | Beleuchtung | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 202 | A | Infotainment | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 203 | A | Steuergeräte | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 300 | I | 3 | Klimatisierung | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | |||
| 301 | A | Wärmepumpe | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 302 | A | Alternative: resistive Heizung | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 303 | A | Regelung: Ist- vs. Solltemperatur | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 304 | A | Regelung: Bei Akkustand < 10% komplette Abschaltung der Klimatisierung | Leidig, Ruhe, Schwinne | 18.05.2022 | ||||
| 400 | I | 4a | Schnittstellen Eingänge | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | |||
| 401 | A | Globale Signale werden über den Eingangs-BUS eingelesen | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert mit Einschr. | Nur Signale! Parameter werden über Konstant-Blöcke eingelesen. | ||
| 402 | A | Daten von anderen Modulen werden über den EHF-BUS eingelesen | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 403 | A | Eingabe 1: Geschwindigkeit(t) | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 404 | A | Eingabe 2: |
Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 405 | A | Eingabe 3: Außentemperatur | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 406 | A | Eingabe 4: |
Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 407 | A | Eingabe 5: Spezifikation Fahrgastzelle (Maße, Flächen Türen, Fenster) | Leidig, Ruhe, Schwinne | 04.05.2022 | Akzeptiert | |||
| 408 | A | Eingabe 6: Öffnungszustand Türen/Fenster (links + rechts) | Leidig, Ruhe, Schwinne | 04.05.2022 | Akzeptiert | |||
| 409 | A | Eingabe 7: Soll-Innenraumtemperatur | Leidig, Ruhe, Schwinne | 04.05.2022 | Akzeptiert | |||
| 410 | A | Eingabe 8: Akkustand in Prozent(t) | Leidig, Ruhe, Schwinne | 18.05.2022 | ||||
| 450 | I | 4b | Schnittstellen Ausgänge | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | |||
| 451 | A | Berechnete Werte werden über Bus FKI ausgegeben | Leidig, Ruhe, Schwinne | 04.05.2022 | Akzeptiert | |||
| 452 | A | Ausgabe 1: elektr. Leistungskurve für Klimatisierung | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 453 | A | Ausgabe 2: Innentemperatur(t) | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 454 | A | Ausgabe 3 : Leistung der eingeschalteten Nebenverbraucher | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 500 | I | 5 | Software / Werkzeuge | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | |||
| 501 | A | Das Modell muss mit Standard-Simulink in MATLAB 2020a ausführbar sein | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 502 | A | Nachhaltigkeit: Programmierung nach Namenskonvention | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 503 | A | Das Modell ist als Bibliothek ausgeführt, sodass es als Teil des Gesamtprojekts lauffähig ist | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 600 | I | 6 | Dokumentation | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | |||
| 601 | A | Nachhaltigkeit: Kommentierung des Programmcodes | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 602 | A | Nachhaltigkeit: Übersichtliche Struktur | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 603 | A | Projektmanagement anhand eines V-Modells | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 604 | A | Nachhaltigkeit: Projektdokumentation in SVN | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 700 | I | 7 | Wiki-Artikel erstellen | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | |||
| 701 | A | Beschreibung des Modells | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 702 | A | Dokumentation zur Verwendung des Modells | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert | |||
| 703 | A | Dokumentation des Modellierungs- und Programmierungsprozesses | Leidig, Ruhe, Schwinne | 27.04.2022 | Akzeptiert |
Funktionaler Systementwurf
Nachdem die Anforderungsdefinition abgenommen wurde, kann das System im funktionalen Systementwurf in Subkomponenten unterteilt werden. Für den Innenraum des Fahrzeugs sind dies:
- Thermischer Energiehaushalt: In dieser Komponente wird die Summe der Wärmeströme im Innenraum der Fahrgastzelle bestimmt, welcher sich unteranderem aus der Sonneneinstrahlung und dem Einfluss der Außentemperatur zusammensetzt.
- Klimatisierung: Mit dieser Komponente wird ein Innentemperaturregler simuliert sowie die benötigte elektrische Leistung berechnet.
- Nebenverbraucher: Diese Komponente berechnet die Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher wie z.B. Beleuchtung, Steuergeräte und Infotaiement.
Technischer Systementwurf
In diesem Entwicklungsschritt wird der "Rahmen" des Systems in Simulink modelliert. Dabei handelt es sich um die Module (hier wird das Modul "Fahrzeugkarosserie und Innenraum" beschrieben) und deren externe Kommunikationsschnittstellen. Allgemein werden zur Steigerung der Übersichtlichkeit Busse zur Kommunikation verwendet, dabei hat jedes Modul zwei Eingänge: 1. Der "Eingangs_BUS", welcher die im Skript "start.m" konfigurierbaren Eingangssignale enthält, z.B. die aktuelle Soll-Geschwindigkeit "PAR_EHF_v_soll_f64". 2. Der "EHF_BUS", welcher die Ausgangsbusse der drei Module zusammenfasst.
Jedes Modul hat nur einen Ausgang, ebenfalls in Form eines Busses. Dieser fasst alle Ausgangssignale des Moduls zusammen. Für das Modul "Fahrzeugkarosserie und Innenraum" heißt dieser "FKI_BUS" und fasst die vier Ausgangssignale aktuelle Innentemperatur "FKI_T_Innenraum_f64", gesamte elektrische Leistungsaufnahme "FKI_P_Gesamt_f64", Leistungsaufnahme der Klimatisierung "FKI_P_Klimatisierung_f64" sowie die Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher "FKI_P_Nebenverbraucher_f64", zusammen. Die drei Komponenten thermischer Energiehaushalt, Klimatisierung, und Nebenverbraucher, sowie deren Schnittstellen untereinander werden ebenfalls angelegt. Der technische Systementwurf für das Modul FKI ist der folgenden Abbildung 3 zu entnehmen.
Abb. 3 HIER EINFUEGEN
Komponentenspezifikation
In diesem Entwicklungsschritt wird die Funktionsweise der einzelnen Komponenten konkretisiert, die Ein- und Ausgänge festgelegt, und verwendete Konstanten und Werte angelegt.
Thermischer Energiehaushalt
Zur Berechnung des Thermischen Energiehaushalts sind Flächen und das Volumen der Fahrgastzelle erforderlich. Die Fahrgastzelle wurde als Quader modelliert, wobei, wie auf der folgenden Abbildung ersichtlich, im oberen rechten Viertel ein Achtel ausgeschnitten ist. Die Eckpunkte der Windschutzscheibe liegen somit jeweils auf der Hälfte der Länge und Breite der Fahrgastzelle, die Scheibe liegt in einem 45°-Winkel.
Die Werte für Länge, Breite, und Höhe stellen lediglich Annahmen dar.
| Maß | Wert | Formel |
|---|---|---|
| Länge l | 1.6 m | |
| Breite b | 1.8 m | |
| Höhe h | 1.6 m | |
| Fläche eine Tür/Seite | 2.24 m2 | (7/8)*l*h |
| Fläche alle Fenster | 4.28 m2 | (3/4)*l*h+sqrt((h/2)^2+(l/2)^2)*b |
| Fläche aus der Draufsicht | 2.88 m2 | l*b |
| Fläche Dach | 1.44 m2 | l*(1/2)*b |
| Fläche Metall | 11.20 m2 | l*h+1.5*h*b+1.5*l*b |
| Gesamtfläche | 15.48 m2 | Metall + Fenster |
| Volumen | 4.03 m3 | (7/8)*l*h*b |
Klimatisierung
Nebenverbraucher
Zu den Nebenverbrauchern zählen die Beleuchtung, die Steuergeräte sowie das Infotainment. Alle drei Werte wurden durch Parameter beschrieben.
- Beleuchtung: Die Beleuchtung besteht aus einem Parameter "PAR_FKI_P_Beleuchtung_f64" welcher den Wert für die Leistungsaufnahme der Beleuchtung angibt und einem Wharheitswert (Boolean) "PAR_EHF_Beleuchtung_Aktiv_bool" mit welchem beschrieben wird ob die Beleuchtung an oder ausgeschaltet wird. Der Paramter "PAR_FKI_P_Beleuchtung_f64" erhält im eingeschalteten Zusatnd den konstanten Wert 200 W und im ausgeschalteten Zusatnd den Wert 0 W.
- Steuergeräte: Auch die Leistungsaufnahme der Steuergeraäte wird durch einen konstanten Wert von 15 W beschrieben. Hierfür wird der Parameter "PAR_FKI_P_Steuergeraete_f64" verwendet.
- Infotainment: Die einzelnen Elemente des Infotainments (z.B. Radio, Navigation) werden zusammengefasst in einen Parameter "PAR_EHF_P_Weitere_Nebenverbraucher_f64".
Die drei Parameter werden addiert, wodurch eine Gesamtleistung der Nebenverbraucher entsteht. Diese wird im Ausgangswert "FKI_P_Nebenverbraucher_f64" gespeichert und an den FKI BUS weitergeleitet.
Entwicklung
Thermischer Energiehaushalt
Die nachfolgende Abbildung zeigt die Modellierung der Komponente Thermischer Energiehaushalt.
Klimatisierung
Die nachfolgende Abbildung zeigt die Modellierung der Komponente Klimatisierung. Diese ist in einem Simulink-Subsystem implementiert. Klimatisierung und Heizung haben jeweils einfache Regler mit Hysterese. Mitteils Switch-Blöcken wurde die Logik realisiert.
Nebenverbraucher
Die nachfolgende Abbildung zeigt das Simulink-Modell der Nebenverbraucher. Für die Beleuchtung wird ein Simulink Switch-Block verwendet. In Port 1 wird das Inputsignal "0" eingegeben, wodurch die Beleuchtung als "ausgeschaltet" angesehen wird. In Port 2 wird der Booleanparameter "PAR_FKI_P_Beleuchtung_f64" übermittelt, welcher überprüft ob die Beleuchtung eingeschaltet ist. Port 3 enthält den Parameter "PAR_FKI_P_Beleuchtung_f64" also den Wert der Leistungsaufnahme der eingeschalteten Beleuchtung. Dieser Wert der Leistungsaufnahme wird mit einem Simulink Sum-Block mit den Parametern "PAR_EHF_P_Weitere_Nebenverbraucher_f64" und "PAR_FKI_P_Steuergeraete_f64" verrechnet.
Komponententest
Der Komponententest für die Komponente "Fahrzeugkarosserie und Innenraum" wurde durch die Gruppe ANT (Andreas Mentrup und Christabelle Feunang) durchgeführt. Im Folgenden ist die Dokumentation der Tests zu sehen.
Klimatisierung
| Testfall-ID | Testfall-Name | Anforderungs-ID | Vorbedingungen und Eingänge | Aktionen | Erwartetes Ergebnis | Ergebnis | Bewertung | Kommentar |
| 000 | Überprüfung der Parameter | allg. | Laden der Konstanten aus Parameterdatei | alle Parameter der Datei wurden erfolgreich geladen | Parameter c_v fehlt | siehe Kommentar | Es fehlt einige Parameter in Parameterdatei und im Simulinkmodell (z.B. PAR_EHF_T_Innenraum_Initial_f64) | |
| 001 | Programmier- und Namenskonvention | allg. | Entspricht Programmier- und Namenskonvention | Entspricht nicht vollständig Namenskonvention | Namenkonvention von Eingänge und Ausgänge im Simulinkmodell nicht eingehalten | |||
| 002 | Rahmenbedingungen eingehalten | 300&310 | visuelle Überprüfung der Komponente | Rahmenbedingungen eingehalten | Rahmenbedingungen eingehalten | i. O. | ||
| 003 | Test auf richtige Formel | 420 | PAR_FKI_Klima_Leistungszahl_f64a=1;PEl=2000W | P_therm = 2000W | Formel wird nicht umgesetzt | PAR_FKI_Klima_Leistungszahl_f64 nicht vorhanden; Andere Formel für P_therm wurde im Simulinkmodell verwendet:Keine Verbindung zu P_EL. | ||
| 004 | Wenn Innenraumtemperatur Ist > Innenraumtemperatur Soll: Kühlung | 500 | Werte für Eingänge, die die Bedingung erfüllt anlegen | Kühlung | Programm nicht lauffähig. | |||
| 005 | Wenn Innenraumtemperatur Ist < Innenraumtemperatur Soll: Heizung | 510 | Werte für Eingänge, die die Bedingung erfüllt anlegen | Heizung | Programm nicht lauffähig. | |||
| 006 | Wenn der Akkustand < als 10 % ist, sind Heizung und Kühlung immer abgeschaltet. | 520 | Werte für Eingänge, die die Bedingung erfüllt anlegen | Heizung und Kühlung immer abgeschaltet | Programm nicht lauffähig. | |||
| 007 | Wenn (T_Ist - T_Soll) > 1°C beträgt, wird die Kühlung eingeschaltet. | 610 | Werte für Eingänge, die die Bedingung erfüllt anlegen | Heizung und Kühlung immer abgeschaltet | Programm nicht lauffähig. | |||
| 008 | Wenn (T_Soll - T_Ist) > 1°C beträgt, wird die Heizung eingeschaltet | 620 | Werte für Eingänge, die die Bedingung erfüllt anlegen | Heizung eingeschaltet | Programm nicht lauffähig. | |||
| 009 | Wenn (T_Soll > T_Ist) ist, wird die Kühlung abgeschaltet. | 630 | Werte für Eingänge, die die Bedingung erfüllt anlegen | Kühlung abgeschaltet | Programm nicht lauffähig. | |||
| 010 | Wenn (T_Ist > T_Soll) ist, wird die Heizung abgeschaltet. | 640 | Werte für Eingänge, die die Bedingung erfüllt anlegen | Heizung abgeschaltet | Programm nicht lauffähig. |
Thermischer Energiehaushalt
| Testfall-ID | Testfall-Name | Anforderungs-ID | Vorbedingungen und Eingänge | Aktionen | Erwartetes Ergebnis | Ergebnis | Bewertung | Kommentar |
| 000 | Überprüfung der Parameter | allg. | >> parameter_FKI >> | Laden der Konstanten aus Parameterdatei | alle Parameter der Datei wurden erfolgreich geladen | alle Parameter der Datei wurden nicht erfolgreich geladen | siehe Kommentar | es fehlt einige Parameter in Parameterdatei und(z.B. PAR_EHF_T_Innenraum_Initial_f64) |
| 001 | Test alle Eingänge auf 0 | allg. | Einbindung Konstante & Scope | alle Ausgänge = 0 | Ausgänge = 0 | i. O. | keine | |
| 002 | Überprüfung des Aufbaues | allg. | Modell überprüfung | Verknüpfungen | siehe Kommentar | v_ist aktuell noch ohne Verbindung | ||
| 003 | Der Thermischen Energiehaushalts wird in einem Simulink-Block ausgeführt. | 100 | i. O. | keine | ||||
| 004 | "Für das Volumen des Innenraums wird die Wandstärke als 0 angenommen somit Außenfläche gleich Innenfläche" | 110 | i. O. | keine | ||||
| 005 | Für die Sonneneinstrahlung wird ein exakt senkrechter Einfallswinkel angenommen. | 120 | i. O. | keine | ||||
| 006 | "Überprüfung für die Berechnung des Wärmestroms durch die Glasscheibe, bei geschlossenen Türen und Fenstern" | 200 | Überprüfung der Umsetzung in Simulink | Richtigkeit der Formel | Formel ist richtig bzw. wurde richtig umgesetzt | i. O. | keine | |
| 007 | Überprüfung der Berechnung des Wärmestroms der Karosserie ohne Glas | 210 | Überprüfung der Formel im Simulink Modell | Richtigkeit der Formel | Formel ist richtig | i. O. | keine | |
| 008 | Überprüfung der Berechnung des Wärmestroms der Sonne | 220 | Überprüfung der Formel im Simulink Modell | Richtigkeit der Formel | Formel ist richtig | siehe Kommentar | Abstimmung über Größe A der Dachfläche mit Gruppe FAS - bitte Rücksprache | |
| 009 | Überprüfung der Berechnung des Gesamtwärmestroms | 230 | Überprüfung der Formel im Simulink Modell | Richtigkeit der Formel | Formel ist richtig | i. O. | keine | |
| 010 | Die Berechnung der Temperatur im Innenraum der Fahrgastzelle, soll auf eine Formel,ähnlich dem PT1 Verhalten zurückgegriffen werden. | 240 | Überprüfung der Formel im Simulink Modell | Richtigkeit der DGL und der Zusammengesetzen Übertragungsfunktion in Simulink | Umsetzung stimmt | i. O. | keine |
Nebenverbraucher
| Testfall-ID | Testfall-Name | Anforderungs-ID | Vorbedingungen und Eingänge | Aktionen | Erwartetes Ergebnis | Ergebnis | Bewertung | Kommentar |
| 001 | Test alle Eingänge auf 0 | allg. | Eingänge = 0 | Simulation durch Eingang 0 | Ausgang= 0 | Ausgang = 0 | i. O. | keine |
| 002 | Berechnung der Nebenverbrauchers wird in einer Komponente (Simulink-Subsystem) ausgeführt. | 700 | - | Modell überprüfung | Subsystem existiert | Subsystem ist vorhanden | i. O. | keine |
| 003 | Addition der Leistungen der 3 modellierten Nebenverbraucher. | 800 | - | Überprüfung Modell | Additionspunkt | Ist vorhanden | i. O. | keine |
| 004 | Berechnung Beleuchtung. Konstant 200 W wenn an, 0W wenn aus. | 810 | PAR_FKI_P_Beleuchtung | Überprüfung der Logik | An = 200 und Aus = 0 | Realisierung per Schalter | i. O. | keine |
| 005 | Berechnung Steuergeräte. Konstant 15W. | 820 | PAR_FKI_P_Steuergeraete | Überprüfung Variablenwert | Variable hat 15W | i. O. | keine | |
| 006 | Berechnung weitere Nebenverbraucher | 830 | PAR_P_Weitere_Nebenverbraucher. | Überprüfung der Variable | Parameter ist vorhanden | Parameter ist richtig eingebunden | siehe Kommentar | Was steckt hinter dem Parameter? Vielleicht noch aufschlüsseln oder klar definieren |
Integrationstest
Der Integrationstest war im Sommersemester 2022 kein Bestandteil der Aufgabe im Kurs "Systems Design Engineering".
Systemtest
Der Systemtest war im Sommersemester 2022 kein Bestandteil der Aufgabe im Kurs "Systems Design Engineering".
Abnahmetest
Der Abnahmetest war im Sommersemester 2022 kein Bestandteil der Aufgabe im Kurs "Systems Design Engineering".
Fazit
Das Ziel der Seminaraufgabe im Sommersemester 2022 war die Simulation des Energiehaushalts eines Elektrofahrzeugs. Hierzu wurde sich zu Beginn des Seminars für die Vorgehensweise nach dem V-Modell entschieden. Dabei werden anfangs die Anforderungen an das Endprodukt beschrieben, welche Schritt für Schritt an Detail gewinnen. In der Implementierungsphase werden dann (in diesem Fall) die detaillierten Anforderungen mit Matlab Simulink modelliert. In den anschließenden Testphasen wird das Produkt auf allen Ebenen getestet, sodass es im letzten Schritt vom Kunden abgenommen werden kann. Da die Modellierung des Energiehaushalts eines Elektrofahrzeugs sehr umfangreich ist, wurden drei Gruppen gebildet (Antrieb, Farzeugkarosserie Innenraum, Fahrzeuglängsdynamik). Jede Gruppe modellierte ihr jeweiliges Teilgebiet und testete anschließend die Ergebnisse einer anderen Gruppe. Die Gruppe FKI wurde beispielsweise durch das Team ANT getestet, wodurch bis zu dem Zeitpunkt kleine unerkannte Unstimmigkeiten verbessert werden konnten. Durch den Kurs konnte anhand eines praxisnahen Beispiels die Projektabwicklung nach dem V-Modell geübt werden. Im Fokus stand dabei die Definitionsphasen sowie die Implementierungsphase.
Literaturverzeichnis
→ zum Hauptartikel: Systems Design Engineering - Seminaraufgabe SoSe 2022: Energiehaushalt eines E-Fahrzeugs