Thermomanagement bei E-Autos testen

Elektromobilität steht und fällt mit präzisem Thermomanagement. Die Entwicklung verlagert Tests konsequent nach links: von der Straße in Hardware-in-the-Loop und weiter zum virtuellen Steuergerät, das gezielt Thermofunktionen abbildet. So sinken Testfahrten, Fehler fallen früher auf, Szenarien lassen sich systematisch variieren von Wüstenhitze bis Winterkälte.

Podcast Episode: Thermomanagement bei E-Autos testen

In dieser Episode spreche ich mit Patrick Meuth über Thermomanagement-Software in Elektroautos. Früher fanden viele Tests im Auto statt, heute verlagern sie sich Shift-Left: erst Hardware-in-the-Loop, dann ein virtuelles Steuergerät, das nur die Thermofunktionen ausführt. So sparen sie Fahrten und finden Fehler früher. Die Szenarien sind anspruchsvoll: Batterie schützen, Innenraum kühlen, Leistung priorisieren, Reichweite im Blick.

"Das gibt dann in Summe 200 verschiedene Verschaltungen, wie das ganze System letztendlich betrieben werden kann." - Patrick Meuth

Patrick Meuth begann 2016 seine berufliche Laufbahn bei der TKI Automotive mit seiner Bachelorarbeit im Bereich modellbasiertes Testen. Anschließend wurde er 2017 als Testingenieur für Systemabsicherungen an HIL-Prüfständen übernommen. Durch seine Erfahrungen in verschiedenen Projekten entwickelte er sich kontinuierlich weiter und wurde 2020 zum Senior Test Engineer und anschließend zum Testmanager ernannt. Mit dem Übergang zur CARIAD 2021 setzte er seine Tätigkeit als Testmanager fort. Seither leitet er das Team zur Systemabsicherung in einer agilen Struktur und übernahm als Product Owner die fachliche Verantwortung.

Highlights der Episode

• Shift Left entdeckt Fehler früh und reduziert teure Fahrversuche
• HIL und VECU ersetzen viele Fahrzeugtests im Thermomanagement
• Automatisierung ermöglicht identische Testfälle auf HIL und VECU
• Thermomanagement balanciert Batterieschutz, Innenraumkomfort, Leistung und Reichweite
• Reale Fahrten bleiben nötig für Fahrgefühl und finale Absicherung

Softwaretests fürs Thermomanagement – Wie Autos richtig heizen und kühlen

Moderne Elektroautos müssen nicht nur fahren, sie sollen dabei auch immer in der richtigen Temperatur unterwegs sein. Der Akku darf nicht zu heiß werden. Der Innenraum soll bei jeder Wetterlage angenehm sein. Doch wie sorgt man dafür, dass die Software, die für das Thermomanagement zuständig ist, auch wirklich sicher, effizient und zuverlässig arbeitet? Genau darüber sprechen Richie und Patrick Meuth in einer neuen Folge des Podcasts Software Testing.

Was ist Thermomanagement überhaupt?

Thermomanagement ist der Vorgang, zu regeln, wie die Temperatur verschiedener Bereiche im Elektroauto gesteuert wird. Patrick Meuth arbeitet im Volkswagenkonzern, hauptsächlich für Audi und Porsche, und prüft, ob die Software im Fahrzeug alles richtig macht: Die Batterie kühlen oder heizen, den Innenraum angenehm temperieren, dabei aber immer sparsam bleiben. Denn: Jede Energie, die ins Heizen oder Kühlen geht, fehlt der Reichweite – und das will niemand.

Das Steuergerät, ein kleiner Kasten im Auto, steuert alles. Es bekommt Infos von verschiedenen Sensoren, etwa wie warm die Batterie gerade ist, und entscheidet dann, was zu tun ist. Das sind nicht nur einfache Schalteraktionen – bis zu 200 verschiedene Kombinationen aus Zuständen, Außentemperaturen und Anforderungen können auftreten.

Testen früher und heute: Warum Shift Left so wichtig ist

Früher hat das Entwicklerteam die Software fast ausschließlich direkt am Fahrzeug getestet. Mit dem Auto nach Skandinavien für Kältetests, nach Afrika für Hitze. Das hat Zeit und Geld gekostet. Außerdem kann man nicht mal eben auf Knopfdruck minus 20 Grad erzeugen, wenn draußen 20 Grad sind.

Der neue Ansatz heißt Shift Left: So früh wie möglich testen, so viele Fehler wie möglich entdecken, bevor es ins echte Auto und in die echte Welt geht. Das erste Hilfsmittel war ein so genanntes HiL-System (Hardware in the Loop). Das ist ein riesiger Schrank im Labor, in den das originale Steuergerät eingebaut wird. Sensoren und Aktoren werden simuliert. So lässt sich am Computer zum Beispiel eine Fahrt bei 40 Grad Außentemperatur auf einen Berg testen.

Doch auch das ist aufwendig. Das Ziel ist es, den großen Schrank durch virtuelle Steuergeräte zu ersetzen. Die Thermomanagement-Software läuft dann einfach auf dem Computer, ohne echte Hardware. So kann das Team noch schneller und kostengünstiger prüfen, ob die Steuerung ihren Job macht.

Automatisierung: Weniger Handarbeit, mehr Kontrolle

Die meisten Tests laufen heute vollautomatisch. Das gleiche Automatisierungstool prüft die Software sowohl auf dem HiL-System als auch auf der virtuellen Steuergeräte-Variante. Das heißt, ein und derselbe Testfall lässt sich an verschiedenen Stellen im Entwicklungsprozess ausführen. Kleinigkeiten werden angepasst, das Grundprinzip bleibt gleich.

Handarbeit gibt es trotzdem manchmal noch. Zum Beispiel, wenn sehr spezielle Tests nötig sind, die sich nicht so einfach simulieren lassen oder die ein echtes Gefühl für die Wirkung, etwa der Klimaanlage, voraussetzen.

Ständig neue Software – wie bleibt das Testen übersichtlich?

Elektroauto-Software wird heute häufig aktualisiert. Das bedeutet viele Änderungen, oft auch kurzfristig. Trotzdem bleibt das Testen stabil. Das Team weiß genau, welche Anforderungen sich ändern und welche Testfälle überprüft werden müssen. Wenn keine Auswirkungen auf die Funktion zu erwarten sind, laufen die Tests einfach noch einmal durch.

Gerade komplexe Szenarien, bei denen mehrere Anforderungen gleichzeitig erfüllt werden müssen – etwa Kühlung der Batterie UND des Innenraums bei begrenzter Energie – bringen Herausforderungen. Aber durch automatische und frühzeitige Tests lassen sich Probleme oft erkennen, bevor sie im echten Fahrzeug auftreten.

Was bleibt noch fürs echte Auto?

Am Ende hilft alle Simulation nichts, wenn nicht auch ausprobiert wird, wie sich das System im echten Fahrzeug anfühlt. Manche Dinge sind eben nicht messbar: Wie angenehm kommt die Klimaanlage wirklich rüber? Schalten die Ventile richtig? Das prüft ein eigenes Team im Auto – aber der Fokus liegt klar darauf, dass möglichst viele Fehler vorher schon im Labor gefunden werden.

Ein Blick in die Zukunft

Patrick Meuth plant, die virtuelle Testumgebung weiter auszubauen, Continuous Integration (vollautomatische Abläufe ohne Handarbeit) einzuführen und sogar Tests mit Künstlicher Intelligenz zu spezifizieren. Die Entwicklung bleibt spannend – und das Ziel ist klar: Effizientere, sicherere und angenehmere Elektroautos für alle.