In Kraftfahrzeugen oder anderen Verkehrsmitteln bilden Bordnetze die Vernetzungs- und Kommunikationsinfrastruktur für alle elektrischen und elektronischen Komponenten eines Fahrzeugs. Ein solches Bordnetz verbindet den Bordcomputer über einen Feldbus mit den Steuergeräten, Sensoren und Aktoren und versorgt und stellt die Versorgungsspannung für energieverbrauchende Komponenten wie die Kühlung, Sitzheizung, Lüfter, Kompressor und andere Verbraucher zur Verfügung. Das klassische Versorgungssystem ist das 12-V-Bordnetz, das zunehmend durch Bordnetze mit höheren Spannungen ergänzt wird.
Das Konzept von Bordnetzen
Bordnetze werden in Bustopologie realisiert, die von Telematics Control Units ( TCU) kontrolliert werden. Über diese Feldbusse kommunizieren die Steuergeräte untereinander und mit den angeschlossenen Sensoren/Aktoren. Die verschiedenen Feldbussysteme wie CAN-Bus, LIN-Bus oder FlexRay kommunizieren untereinander über Gateways. Die Feldbus- Cluster bestehen wiederum aus mehreren Electronic Control Units ( ECU), die an einen oder mehrere Feldbusse angeschlossen sind.
Um den verschiedenen Anforderungen an sicherheitsrelevante Funktionen, an das Infotainment oder dem Echtzeitverhalten gerecht zu werden, werden häufig mehrere Feldbussysteme eingesetzt. So beispielsweise Sensor-Aktor-Netzwerke, Echtzeit-Netzwerke oder solche für multimediale Anwendungen. Wie bei anderen Netzwerken auch, kann man Bordnetze in die physikalische Struktur mit den entsprechenden Übertragungsmedien, in die Kommunikationsstruktur mit ihren Kommunikationsprotokollen und die Anwendung untergliedern. In einem Bordnetz entsprechen die Steuergeräte funktional den Knoten eines klassischen Netzwerks, der bestimmte Funktionalitäten erfüllt, die von Slaves abberufen werden können.
Bordnetze mit höheren Versorgungsspannungen
Mitte der 90er Jahre gab es in Europa und den USA verschiedene Aktivitäten für ein 42-V-Bordnetz und später für das 48-V-Bordnetz, um leistungsstarke Komponenten wie elektrische Aggregate, Motore, elektrische Heizer, Klimakompressoren und weitere Komponenten, mit einer Leistung von mehreren Kilowatt zu versorgen. Höhere Versorgungsspannungen haben Kostenvorteile und unterstützen eine effektive Energieverteilung. Dadurch können Kabelquerschnitte reduziert und einfache Steckverbinder benutzt werden. Diesem Trend folgen die Hochvolt-Bordnetze, die in Hybrid-Elektrofahrzeugen ( HEV) und in Elektrofahrzeugen ( EV) eingesetzt werden und Versorgungsspannungen von 400 V haben. Werden Leistungen von mehr als 10 kW für Antriebsstränge benötigt, so müssen Ströme von mehr als 250 A bereitgestellt werden. Zukünftige E-Fahrzeuge der Luxusklasse sollen sogar mit Spannungen von bis zu 1.000 V arbeiten. Diese Bordnetze werden unter der Bezeichnung HV-Bordnetze geführt; ihre Versorgungsspannungen sind abhängig vom Fahrzeugkonzept - EV, HEV, BEV, PEV etc. - und vom Fahrzeugtyp.