0.1 Bateriový článek (Cell)
0.2 Bateriový modul (Module)
0.3 Bateriový pack (Battery Pack / HV Battery System)
0.4 Bateriové pomocné systémy – BMS, chlazení, senzory, pojistky, kontaktory
Základní jednotka ukládání energie. Rozdíly mezi články zásadně určují výkon, životnost i bezpečnost celého auta.
Cylindrický (18650, 21700, 4680)
Mechanicky robustní, dobré chlazení, vhodné pro vysoké proudy.
Pouch
Nízká hmotnost, flexibilní tvar, náročnější na mechanickou ochranu.
Prizmatický
Vysoká energetická hustota v modulu, dobré pro packy s omezeným prostorem.
NMC (LiNiMnCoO₂) – vysoká hustota energie, citlivější na teplotu.
NCA (LiNiCoAlO₂) – vysoká energetická hustota a výkon, používá Tesla.
LFP (LiFePO₄) – nižší hustota energie, extrémně bezpečný a dlouhověký materiál.
Nově: LMFP, LNMO, sodium-ion – emergující technologie.
Anoda: obvykle grafit, někdy s podílem SiOx pro vyšší kapacitu.
Katoda: vrstvené oxidy (NMC/NCA) nebo fosfát (LFP).
Separátor: mikroporézní polyolefin, tepelně stabilizovaný.
Elektrolyt: Li-sůl (LiPF₆) v organických rozpouštědlech.
Obal: kovový válec, hliníkový/laminovaný pouch, nebo ocelový/hliníkový kvádr.
Pojistné prvky: CID (current interrupt device), přetlakové ventily u cylindrických/prizmatických článků.
Kapacita (Ah)
Jmenovité napětí (např. 3.6–3.7 V)
Vnitřní odpor
Max. vybíjecí / nabíjecí proud
Energetická hustota (Wh/kg, Wh/L)
Tepelná stabilita a bezpečnost (thermal runaway)
Životnost (cykly, kalendářní degradace)
Modul je logická stavební jednotka, která sdružuje několik článků do robustního, servisovatelného celku.
Držáky článků, distanční segmenty
Modulový rám (hliník, ocel, kompozit)
Tlumení vibrací, tepelná izolace
Busbary: měď nebo hliník, tvarované kvůli proudům a chlazení
Fuses/terminály
Sense vodiče – monitoring napětí každého článku/článkového páru
Chlazení kapalinou: integrované chladicí desky, microchannels
Chlazení vzduchem: méně používané u moderních EV
Tepelně vodivé materiály: gely, pasty, elastomery
Teplotní senzory
Napěťové čidla
Lokální prvky BMS (u modulárních systémů)
Současný trend (BYD Blade, Tesla structural pack): články přímo do packu, modulová vrstva mizí → nižší hmotnost a vyšší tuhost.
Nosná energetická jednotka vozu, typicky 300–800 V.
Horní a spodní víko (al/ocel/kompozit)
Strukturální rám – ochrana proti crashu, torzní tuhost
Uložení modulů/článků – hustota, service access
Izolace proti vodě a nečistotám (IP67/IP69K)
HV kontaktory (nabíjecí, vybíjecí, pre-charge)
HV pojistky
Shunt / proudové senzory
Pre-charge obvod – omezuje proud při připojení packu
HV konektory a reléová skříň (junction box)
Monitoring napětí článků a teplot
Balancování článků (pasivní/aktivní)
Řízení nabíjení a vybíjení
Detekce poruch: over/under voltage, over-temp, isolation fault
Komunikace s vozidlem (CAN/LIN/Ethernet)
Aktivní kapalinové okruhy, čerpadla, ventily
Chladicí desky, teplotní senzory
Tepelné čerpadlo pro optimalizaci účinnosti
Předohřev baterie pro rychlé DC nabíjení (PTC, heat pump integration)
Mechanická ochrana proti průrazu
Ochrana proti thermal runaway (oddělovací přepážky, venting channels)
Elektrická izolace + monitoring izolačního odporu
Crash senzory a odpojení HV systému
Výměníky, čerpadla, ventily
Chladicí médium (typicky směs glykolu)
Porty AC/DC
Komunikace s nabíječkou (PLC, ISO 15118)
Šroubové spoje, crash load paths
Integrace packu do podlahy (vč. structural battery packu)
1.1 Trakční měnič (Inverter)
1.2 DC/DC měnič
1.3 On-board charger (OBC)
1.4 Výkonová kabeláž (HV harness)
1.5 Nabíjecí konektory, zásuvky a řízení nabíjení
Zajišťuje převod DC z baterie na 3f AC pro motor a opačně při rekuperaci.
Výkonové tranzistory:
Moderně hlavně SiC MOSFET (vyšší účinnost, menší ztráty, vyšší teploty).
Starší platformy: IGBT.
DC-Link kondenzátor: stabilizuje napětí mezi baterií a měničem, potlačuje rázové proudy.
Gate drivers: rychlé buzení MOSFETů, ochrany proti přetížení a shoot-through.
Snímače proudu a napětí: hall senzory, shunt, rezoluce na úrovni kHz–MHz.
Chlazení: kapalinové kanály, termální pasty, substráty DBC/AMB.
EMI/EMC filtry: potlačení vysokofrekvenčního rušení.
Field-Oriented Control (FOC) – vektorové řízení motoru, synchronizace rotorových polí.
PWM generace (SVPWM) – vysokofrekvenční modulace pro řízení fází.
Torque request → current request mapping – převod požadavku na moment do proudu.
Over-modulation algoritmy – využití celého rozsahu napájecího napětí.
Thermal derating – omezení výkonu podle teploty tranzistorů.
Reverse energy flow management – řízení rekuperace a DC-link stability.
Fault detection: shoot-through, undervoltage, overcurrent, desaturation.
Dvoukanálové měření proudu (ASIL C/D).
Gate driver ochrany:
desaturation detection
high-side / low-side interlock
Hardware current limit – pevná fyzická pojistka proti destrukci.
Safe torque off (STO) – okamžité vypnutí PWM, bezpečnostní funkce dle ISO 26262.
HV isolation monitoring – kontrola oddělení baterie a motoru.
EMI ochrana a filtr proti VF proudům.
Převádí energii z vysokonapěťového packu na nízké napětí pro spotřebiče a baterii 12/48 V.
Transformátor (LLC, Phase-shifted Full Bridge).
Vysokofrekvenční tranzistory (MOSFET/SiC).
Rektifikační diody / MOSFET synchronous rectification.
Výstupní filtrace – LC články pro nízký ripple.
Řídicí mikrokontroler.
Chlazení – společné s inverterem nebo samostatné.
Regulace výstupního napětí – closed-loop, PID/PI kontroléry.
Load management – reakce na dynamické zátěže (servořízení, čerpadla).
Soft-start / inrush protection – omezuje proud při startu.
Efficiency optimisation – přepínání mezi DC/DC režimy (burst mode).
Thermal management – měření teplot transformátoru a výkonových prvků.
Fault logic: over-voltage, under-voltage, over-current, over-temp.
GAL/ASIL safety pravidla pro napájení kritických ECU.
Redundantní měření výstupního napětí.
Ochrana před zpětným proudem.
Separace vzduchových / povrchových cest mezi HV a LV sekcí.
Nabíjí baterii z AC sítě a obsahuje část komunikačních modulů pro řízení nabíjení.
PFC stupeň (Power Factor Correction) – snižuje zátěž sítě a harmonické.
DC/DC stupeň – převod na napětí baterie.
EMI filtry – splnění norem CISPR.
Komunikační moduly – PLC, ISO 15118, DIN 70121.
Chlazení – často integrované s DC/DC.
PFC řídicí algoritmy – řízení AC odběru, udržení cos φ blízko 1.
Nabíjecí protokoly – identifikace nabíječky, handshake, autorizace.
Automatická detekce zemní ochrany.
Řízení nabíjecího proudu podle požadavků BMS.
Fault detection: AC over-voltage, neutral fault, EMC interference.
Galvanické oddělení mezi AC a HV baterií.
Zemní monitoring.
Failsafe vypnutí při poruše – díky relé/kontaktorům v OBC.
Anti-islanding ochrana (při V2G režimech).
Přenáší výkon mezi baterií, inverterem, OBC, DC/DC a dalšími prvky.
Kabely s oranžovou izolací (specifikace LV215, ISO 19642).
Stínění proti EMI.
Konektory s dvojitým jištěním a sekundárním zamykáním.
Snímače teploty a proudů v některých vedeních.
HV junction box – rozvaděč vysokého napětí s pojistkami a relé.
HV kabeláž je pasivní, ale software pracuje s její diagnostikou:
Insulation Monitoring Device (IMD) – měří izolační odpor.
Loop checks – kontrola integrity vedení při aktivaci kontaktorů.
Fault localisation – poruchy kabelu podle reakce proudů a napětí.
IP67/IP69K ochrana.
Mechanická ochrana proti oděru a proražení.
HVIL (High Voltage Interlock Loop) – okruh, který detekuje otevření konektoru.
Kontaktory s pre-charge větví, prevence proudových rázů.
CCS Combo / Type 2 / GB-T / NACS – regionální standardy.
Teplotní senzory v pinu DC – prevence přehřátí.
Aktivní zámek konektoru.
AC/DC stykače a pojistky.
ISO 15118 – Plug&Charge, autentizace.
DIN 70121 – DC fast charging fallback.
Algoritmy řízení proudu v reálném čase.
Detekce vadné země, přepětí sítě, šumu na linkách PLC.
Galvanické oddělení před vstupem do OBC.
Teplotní ochrana konektoru – řízené omezení proudu.
HVIL propojený s mechanickým zámkem.
Odpojení při přerušení komunikace během nabíjení.
Koordinuje inverter, BMS, DC/DC a OBC.
Řídí výkonové limity podle SoC, teplot a stavu sítě.
Zajišťuje start/stop sekvenci HV systému.
HV_OFF (vše vypnuto, otevřené kontaktory)
PRE-CHARGE (nabíjejí se DC-link kondenzátory)
HV_ON (vozidlo připraveno k jízdě)
FAULT (bezpečnostní stav)
Záznam poruch, freeze frames, trendování.
Kontrola integrity senzorů (current plausibility, voltage plausibility).
Resynchronizace po výpadku napětí.
Optimalizace chladicích okruhů pro motor, inverter, DC/DC, OBC.
Sdílení dat s BMS pro společné řízení teplot packu.
Redundantní ovládání (dvoukanálové).
Pre-charge sequencer – zabraňuje rázovým proudům.
Kontrola polohy kontaktorů (feedback signály).
IMD – měří izolační odpor mezi HV a karoserií.
Okamžité odpojení HV při poklesu izolace pod limit.
Testování izolace během nabíjení i jízdy.
Odrušovací filtry proti rušení v řízení motoru.
Ochrana proti přerušení komunikace v důsledku EMI.
ASIL úrovně typicky:
Inverter – ASIL D (kritická funkce momentu).
DC/DC – ASIL B/C (napájení bezpečnostních ECU).
OBC – ASIL A/B (méně kritické během jízdy).
Bezpečnostní funkce:
Loss of motive power mitigation (kontrolované vypnutí).
Torque plausibility check.
Fast-stop při detekci poruchy měření proudu.
Shielding HV kabeláže proti mechanickému poškození.
Tepelně odolné kryty měničů.
Bezpečnostní pojistky proti DC zkratům.
2.1 Elektromotor(y) – rotor, stator, chlazení
2.2 Reduktor (single-speed gearbox)
2.3 Diferenciál / e-Axle
2.4 Polonápravy, ložiska, homokinetické klouby
Moderní EV používají převážně synchronní motory s permanentními magnety (PMSM) nebo asynchronní motory (IM). Níže je kompletní rozpad PMSM, který je dominantní.
Laminovaný paket plechů (elektrotechnická ocel s nízkými ztrátami).
Drážky a vinutí:
Hairpin winding – vysoká hustota proudu, velmi přesná výroba, lepší chlazení.
Distributed winding – klasické měděné cívky, levnější, horší využití prostoru.
Izolace vinutí: PAI/PIE laky, slot liners, impregnace.
IPM – Interior Permanent Magnet (převládající):
Magnety uvnitř rotoru → vyšší účinnost, nižší riziko demagnetizace.
SPM – Surface Permanent Magnet:
Magnety na povrchu → vyšší moment, horší mechanické limity.
Magnetické materiály: NdFeB u výkonných motorů, ferrit u nízkonákladových.
Rotor sleeve: uhlíkový kompozit nebo kovový prstenec pro mechanické zpevnění při vysokých otáčkách.
Kapalinové kanály ve statoru.
Rotační olejové chlazení rotoru (nové e-axle platformy).
Olejový postřik na vinutí.
Tepelně vodivé epoxidy.
Rotor position sensor: resolver / hall / indukční senzory / sensorless algoritmy.
Teplotní senzory ve statoru a někdy v rotoru (odhadované modely).
Vibrační senzory u prémiových platforem (NVH).
Ložiska (keramická hybridní u výkonových verzí).
Hřídel, drážky pro spojení s reduktorem.
Kryty (al nebo magnéziové slitiny).
Tlumení vibrací, optimalizace NVH.
FOC (Field Oriented Control) – vektorové řízení s transformacemi Clarke/Park.
SVPWM / DPWM – modulace napětí pro vysokou účinnost.
Torque control – přímé řízení momentu podle požadavku z inverteru.
Flux weakening – zvýšení maximálních otáček (nad jmenovité).
Sensorless control – odhad polohy rotoru při nízkých rychlostech.
Online identifikace parametrů – odpor, indukčnost, teplotní drift.
d-q model motoru – základ FOC.
Tepelné modely – predikce přehřátí vinutí i magnetů.
Ztrátové modely – měděné ztráty, železné ztráty, rotorem generované ztráty.
NVH modely – minimalizace akustických artefaktů při změně PWM.
Detekce zkratu mezi závity.
Anomálie magnetického toku (poškozený magnet).
Vibrace a nevyváženost rotoru.
Sledování degradace izolace vinutí.
ASIL C/D – přímá souvislost se schopností generovat moment.
STO (Safe Torque Off) – inverter musí umět okamžitě vypnout PWM.
Torque plausibility checks – porovnání žádaného momentu a měřených proudů.
Tepelná ochrana vinutí – SW derating + HW tepelné senzory.
Ochrana magnetů – kontrola teploty rotoru (modely, senzory).
Ochrana ložisek – detekce znečištění, vibrací.
Izolační monitoring statorového vinutí.
Ochrana proti nebezpečným proudovým špičkám při poruše inverteru.
Ochrana před demagnetizací magnetů při extrémních proudech.
Reduktor převádí vysoké otáčky motoru (10–20 tis. rpm) na kola.
Dvouhřídelový převod helical gears – nejběžnější.
Planetová soustava – kompaktní, používá se u některých e-Axle.
Integrovaný diferenciál – často kombinovaný v jedné skříni s reduktorem.
Pastorky a kola (šikmé ozubení) – kvůli tichému chodu.
Diferenciál (open / LSD / e-Diff s brzdovým řízením).
Ložiska hřídelí (agresivně dimenzovaná kvůli točivým momentům).
Hřídele a spojky.
Těsnění a odvětrání.
Kryt převodovky (cast aluminium / Mg slitiny).
Olejová lázeň
Rozstřik oleje rotujícími hřídeli
Olejové čerpadlo u výkonných verzí
Integrovaný olejový chladič
Reduktor je pasivní mechanický celek, ale software řídí související funkce:
Torque blending mezi přední/zadní nápravu (u více motorů).
Regulace trakce (při rekuperaci i akceleraci).
Odhad zatížení reduktoru – tepelné modely oleje.
Diagnostika vibrací – detekce poškození ozubení (AI modely u prémiových platforem).
Regulace diferenciálu (u elektronicky řízených e-Diff variant).
Ochrana proti destrukci ozubení při přetížení (design safety factors).
Tepelná ochrana oleje – SW derating výkonu.
Detekce úniku oleje (teplotní a proudové anomálie).
Fail-safe strategie při detekci vysokých vibrací.
Prevence přenosu rázů na motor při poruše diferenciálu.
Detekce neobvyklé teploty ložisek.
V moderních EV je většina výrobců spojuje do jednoho celku.
Motor + inverter + reduktor v jednom bloku.
Společné chlazení (olej pro převod a motor, kapalina pro inverter).
Kratší HV vedení → nižší ztráty, lepší EMI.
Lepší NVH díky přesné integraci uložení hřídelí.
Jednotný řídicí ECU pro celý power unit.
Koordinace FOC, PWM, teplot, mazání převodu a chlazení inverteru.
Centralizované diagnostické algoritmy: vibrace, proudy, teploty, moment.
Torque-vectoring u dvoumotorových systémů (precizní modulace momentu).
Jedna bezpečnostní doména ASIL D.
Koordinovaný STO → odpojení celého e-Axle.
Detekce mechanických závad → přechod do režimu „reduced power“.
Ochrana před destrukcí převodu při chybném řízení motoru (cross-checks).
Ochrana proti olejovému hladovění (senzory/odhad).
Diferenciál je převodový mechanismus, který umožňuje rozdílné otáčky kol na nápravě.
Klasický otevřený diferenciál (Open Diff) – nejrozšířenější.
Mechanický samosvorný (LSD – lamelový, Torsen/Helical) – lepší trakce.
Elektronický e-Diff – simulace svornosti brzděním nebo řízením momentu.
Integrovaný diferenciál v e-Axle – častá varianta u moderních EV.
Kuželová kola (planetová a satelitní).
Diferenciálová klec.
Ložiska satelitních kol.
Přídavné lamely u LSD variant.
Skříň diferenciálu v převodovce reduktoru.
Splash lubrication → nízká složitost.
Tlakové mazání u výkonných e-Axle.
Diferenciál sám SW neobsahuje, ale vozidlo používá software k jeho řízení nepřímo:
Cílené přibrzďování vnitřního kola → simulace LSD.
Torque vectoring u více motorů (bez brzd).
Integrace s ESC (Electronic Stability Control).
Řízení trakce (TCS) pro omezování prokluzu.
Odhad zatížení difu podle momentu motoru, rychlosti kol a teplot převodu.
Detekce přehřátí oleje – SW derating výkonu motoru.
Vibrace a hluk – indikace poškození ozubení.
Detekce neobvyklé vůle – sensor fusion mezi rychlostními senzory kol a motoru.
Fail-safe u e-Diff – pokud selže brzdový systém → vypnutí elektronické svornosti.
Ocelový nebo dutý hřídel (nižší hmotnost → lepší NVH).
Tvarová optimalizace na torzní tuhost.
Ochranné antikorozní vrstvy.
Vnější kloub (Rzeppa) – větší úhly natočení, u kol.
Vnitřní kloub (Tripod/Plunge joint) – umožňuje axiální posuv při propružení.
Vysoce přesná ocel, kalené dráhy, mazivo s vysokou teplotní stabilitou.
Prvky: klec, kuličky, dráhy, tripod rollers.
Zajišťovací kroužky na hřídeli reduktoru/diferenciálu.
Příruby ložiska kola.
Polonáprava software neobsahuje, ale z pohledu kontroly trakce a stability:
SW počítá torzní pružnost hřídelí → kompenzuje reakce a zpoždění.
Model zatížení pro obousměrné řízení momentu (rekup./akcelerace).
Diagnostika vibrací (NVH profilování, detekce nesymetrií).
Odhadování stavu maziva kloubů (u fleet dat – pokročilá telemetrie).
Prevence přenosu extrémního momentu → SW torque limit.
Detekce nadměrné vůle → odhad z rychlostí kol a akcelerometrů.
Ochrana proti selhání vnějšího kloubu – ESC omezuje náhlé momentové skoky.
Dvojřadé kuličkové nebo kuželíkové ložisko.
Integrovaný snimač rychlosti otáčení (ABS encoder).
Náboj kola + příruba.
Těsnění proti vodě, soli a blátu (ISO 16750).
Mazivo s vysokou tepelnou stabilitou.
Magnetický nebo indukční ABS/ESP snímač.
Senzory teploty ložiska u některých EV (prémiový segment pro prediktivní údržbu).
ESC čte rychlosti kol pro stabilitu.
Modely strašidelného fenomenu EV: brake judder due to bearing looseness.
Odhad degradace ložiska pomocí frekvenční analýzy vibrací (u cloud diagnostiky).
Varování při chybě snímače ABS/ESP → degradace funkcí asistenčních systémů.
Detekce abnormálních vibrací → postupné omezení rychlosti.
Těsnost ložiska → kritické pro bezpečnost jízdy.
Jak se motor, reduktor, diferenciál, polonápravy a ložiska stávají jedním funkčním celkem.
Elastokinematické uložení motoru a reduktoru → omezení vibrací.
Tříbodové nebo čtyřbodové uchycení do pomocného rámu (subframe).
Optimalizace tuhosti pro NVH + jízdní dynamiku.
Crash kusy kolem e-Axle (řídí směr energie při nárazu).
Torque management → omezuje zatížení závěsů.
ESC reaguje na změny trakce a upravuje moment e-Axle.
Active damping systems zohledňují hmotu powertrainu.
Výpočet crash cest → motor/reduktor nesmí proniknout do kabiny.
Tepelné oddělení HV komponent od kol a brzd.
Kontrola integrity uložení – senzory/akcelerometry ve vozidle.
3.1 Závěsy kol a ramena
3.2 Tlumiče a pružiny (vč. adaptivních)
3.3 Brzdový systém – hydraulika, ABS/ESP, rekuperační integrace
3.4 Řízení – mechanika, posilovač, senzory
3.5 Kola, pneumatiky
Cíl: vést kola v prostoru, přenášet síly, řídit geometrii a zajišťovat stabilitu.
McPherson (přední náprava většiny aut).
Dvojité lichoběžníky (Double Wishbone) – sportovní auta, prémiové EV.
Multilink – zadní náprava většiny EV; výborná izolační schopnost vůči NVH.
Torzní příčka – levnější vozy, zřídka u EV kvůli hmotnosti baterie.
Ramena (ocel/hliník, odlévaná nebo kovaná).
Klouby (kulové čepy).
Silentbloky (guma/PU, hydromounts u prémií).
Nápravnice (subframe).
Stabilizátory + spojky stabilizátoru.
Vyšší hmotnost baterie → tužší pružiny a tlumiče.
Potřeba přesné říditelnosti kvůli vysokému momentu e-Axle.
NVH – elektromotor generuje méně hluku, takže slyšíš vše ostatní.
Závěs nemá vlastní ECU, ale je řízen chováním celého vozidla:
Adaptivní podvozek přepíná mezi comfort/sport → mění tlumení.
ESC vypočítává roll/pitch dynamiku a přizpůsobuje brzdné momenty.
Torque vectoring ovlivňuje zatížení jednotlivých kol → mění chování závěsů.
Modely odpružení v ECU podvozku pro odhad přenosů sil.
Fail-safe režimy adaptivních tlumičů (zamknutí ventilu v neutrálním stavu).
Detekce opotřebení silentbloků pomocí vibrací (fleet diagnostika).
Varování při prasklině ramene (akcelerometry + odchylky geometrie).
Ochrana ložisek nápravnice při nárazu – řízené deformace.
Ocelové vinuté pružiny – nejběžnější.
Kompozitní listové pružiny – u některých EV (nižší hmotnost).
Vzduchové měchy – prémiové vozy, variabilní světlá výška.
Pasivní hydraulické tlumiče.
CDC/EDC adaptivní tlumiče – elektronicky řízené ventily.
Magnetoreologické tlumiče – mění viskozitu kapaliny magnetickým polem.
Kompresor, zásobník vzduchu.
Solenoidové ventily.
Výškové senzory na všech kolech.
Ride height control – u vzduchových tlumičů.
Active damping algorithms: mění tlumení podle:
rychlosti vozidla
stavu silnice (pokud je k dispozici kamera)
jízdního režimu
Modely pitch/roll/yaw pro stabilitu vozidla.
SW predikuje chování při akceleraci EV (silné momenty → „squat effect“).
Pokročilé systémy: čtení silnice kamerou → předpřipravené tlumení.
Kritická funkce: správná světlá výška → zabránění kontaktu baterie s povrchem.
Fail-safe režim vzduchových měchů – uzavření ventilů pro zadržení tlaku.
Tepelná ochrana kompresoru.
Diagnostika netěsností systému.
Brzdové třmeny (floating / fixed).
Kotouče (litina, kompozitní potažené).
ABS/ESC modul.
Vakuový posilovač nebo elektrický posilovač (iBooster / brake-by-wire).
Elektromotor generuje negativní moment → vrací energii do baterie.
Inverter řídí zpomalovací moment.
BMS omezuje rekuperaci podle SoC a teploty.
Oddělení pedálu a hydrauliky.
Elektronická simulace brzdného pocitu.
Hydraulické moduly se solenoidy a čerpadly.
Regenerative + friction blending – plynulý přechod mezi elektrobzdou a hydraulikou.
ABS – modulace brzdného tlaku na hranici prokluzu.
ESC – stabilizace směru, yaw moment control.
Hill hold / autohold.
Brake pedal emulator logic – simuluje odpor pedálu.
Pad retraction compensation – minimalizuje zbytečný kontakt destiček s kotoučem (NVH).
Při rekuperaci se musí synchronizovat 3 systémy:
motor → inverter → BMS.
Algoritmus integruje:
stav baterie
teplotu motoru
požadavek na verzi brzdného momentu
adhezi kol (ESC data)
ASIL D funkce – ABS, ESC, Hydraulic fallback.
Redundantní snímače tlaku a polohy pedálu.
Ochrana proti přetavení třmenů (modelování teplotních limitů).
Záložní hydraulická cesta u brake-by-wire systémů.
Nouzový režim při ztrátě komunikace s inverterem → 100 % friction brake.
Elektromotor na hřebenu nebo sloupku řízení.
Reduktor posilovače.
Senzor točivého momentu řidiče.
Senzor natočení volantu.
Řídicí ECU s vysokou výpočetní kapacitou.
Hřeben řízení + pastorek.
Kulové čepy.
Spojovací tyče.
Chybí mechanické spojení → redundantní aktuátory.
Volant může být elektronický modul bez přímé vazby.
Assist curve – křivky posilování podle rychlosti.
Returnability logic – jak se volant vrací po zatočení.
Road feedback emulation – simulace „pocitu silnice“ (by-wire).
Active lane keeping (LKA).
Lane centering (LCA) – vyžaduje přesné řízení hřebenu.
Stabilizační zásahy – ESC může měnit natočení kol.
Steer-by-wire safety channels – 2× nezávislé výpočty.
ASIL D (kritická funkce pro řízení trajektorie).
Redundantní senzory úhlu a momentu.
Dvojité napájení EPAS.
Safe-state při chybě: řízení bez posilovače (mechanická rezerva).
U steer-by-wire: 2 paralelní aktuátory + záložní ECU.
Moderní EV mají silně provázané software mezi podvozkem, powertrainem a ADAS.
Torque vectoring → zásadně ovlivňuje zatížení závěsů a řízení.
Rekuperace ovlivňuje rozložení brzdných sil.
LKA, ACC, Emergency Steering Assist – řízení potřebuje přesná data z kamer/radarů.
ESC používá IMU + rychlosti kol + motorový moment.
Tepelné modely brzd → prevence fadingu.
Tepelná ochrana tlumičů při dynamické jízdě.
4.1 Skelet karoserie (BIW – Body-in-White)
4.2 Deformační zóny, crash struktury
4.3 Dveře, kapoty, výklopy
4.4 Exteriérové panely
4.5 Bezpečnostní systémy – airbagy, pásy, pyrotechnika
BIW je základní skelet složený z cca 250–400 dílů svařených, lepených nebo nýtovaných.
Ultra High Strength Steel (UHSS) – až 1200–2000 MPa, pro A/B sloupky a crash zóny.
Vysokopevnostní oceli (HSS) – kostra kabiny.
Hliníkové slitiny – kapoty, některé nosníky, EV platformy.
Kompozity (CFRP) – prémiové části, výztuhy, bateriové kryty.
Rám podlahy + tunely (u EV často bez tunelu, ale s battery tray).
A/B/C sloupky.
Prahy (rocker panels) – výrazně zesílené u EV kvůli ochraně baterie.
Přední a zadní podélníky.
Střešní oblouky.
Motorový rám (u EV housing pro e-Axle).
Křížové výztuhy pod sedadly.
Strukturální integrace baterie – pack jako nosný prvek zvyšující tuhost.
Vyztužené prahy pro ochranu packu při bočním nárazu.
Zesílená podlaha kvůli hmotnosti packu.
Absence spalovacího agregátu → nové crash strategie (Front-end musí absorbovat víc).
Nižší těžiště → vyšší torzní tuhost pro dynamiku.
BIW sám software neobsahuje, ale moderní konstrukce je řízená digitálně:
Simulace crash scénářů (FEA) – LS-Dyna, Abaqus.
Optimalizace tuhosti a modálních vlastností – vibrační modely.
Digitální kontrola kvality svařenců – inline měření a robotická kontrola.
AI predikce výrobních odchylek – využití dat z lisovny a svařovny.
Crash boxy – ocelové/hliníkové tenkostěnné profily.
Podélníky – řízeně se deformují v definovaných sekvencích.
Nosiče náprav + příčníky jako sekundární absorbery.
Výztuhy ve dveřích (High Strength Steel).
Práhy (rocker panels) – klíčové u EV jako ochrana baterie.
Složené „multi load path“ struktury.
Rear crash boxy.
Deformační segmenty pro ochranu HV baterie a kufru.
Crash sensing logika (ACU) – detekce nárazu z IMU + tlakových senzorů ve dveřích.
Modely crash událostí – predikce typu kolize a aktivace vhodných airbagů.
Vehicular state estimation – rychlost a úhel nárazu.
Post-crash management – řízení vypnutí HV, odemčení dveří, aktivace nouzových volání.
Priorita ochrany posádky na základě:
časové křivky zpomalení, řídící zatěžovací dráhy, snížení intruze.
Ochrana baterie před průrazem → ohraničená crash oblast kolem packu.
Bezpečnostní senzory aktivují HV odpojovače (kontaktory).
Redundance senzorů v A sloupku, prahu, dveřích.
Materiály: ocelové plechy, hliník, kompozity, termoplasty (pro EV se preferuje nízká hmotnost).
Výztuhy dveří – boční ochranné traverzy.
Kapota a blatníky – často hliník pro snížení hmotnosti.
Plasty nárazníků – PP/ABS, integrace radarových oken.
Tvarové simulace lisování (AutoForm).
Kontrola kroucení panelů (geometrická kvalita).
Virtuální ladění aerodynamiky panelů → CFD simulace.
Panely jsou ne-nosné → bezpečnost jde primárně přes BIW.
U EV specificky: plastové kryty podvozku chrání pack před úlomky.
Battery tray jako součást struktury (hliník/kompozit).
Structural pack (Tesla, BYD Blade) – baterie přímo posiluje torzní tuhost.
Připojení packu pomocí shear plates, šroubů, nosníků.
Crash tolerance – pack nesmí prasknout ani při intruzi prahu.
Crash shutdown logic – BMS odpojuje HV.
Thermal propagation detection – datová fúze teplot v packu + signály z crash senzorů.
Sledování deformace prahů – některé EV s IMU v prahu při bočním nárazu.
První bariéra: prahy a boční crash výztuhy.
Druhá bariéra: pevný battery tray.
Třetí bariéra: moduly a venting kanály.
Zvláštní testy EV: náběh na obrubník, side pole crash, fire propagation.
Airbagy:
čelní řidič/spolujezdec
kolenní
boční (sedadla)
hlavové (curtain)
středový airbag mezi cestujícími (novinka u EV)
Předpínače pásů:
pyrotechnické
elektrické (motorové) pro adaptivní napínání
Snímače:
IMU v kabině
tlakové senzory ve dveřích
akcelerometry v přední části
Software běží v Airbag Control Unit (ACU):
Crash algoritmy (cca 1–3 ms rozhodovací okno).
Detekce typu nárazu: čelní / boční / zadní / rollover.
Výběr správných airbagů k aktivaci.
Kontrola stavu předpínačů a pyrotechnických prvků.
Diagnostics + health monitoring (ASIL D).
Post-crash chování: odemknutí dveří, aktivace e-call, vypnutí HV.
Pyrotechnika → redundantní obvody odpalu.
Senzory mají vlastní napájení pro crash režim.
Fail-safe: při nejasném signálu se aktivuje konzervativní strategie.
Airbag nesmí vystřelit při malých nárazech (algoritmy rozlišují ~15 typů crash profilů).
U EV zásadní pro dojezd i chlazení.
Aktivní žaluzie chladičů (air shutters).
Kryté podvozkové panely (zlepšení Cd).
Difuzory, aktivní spoiler.
Řízení aktivních aerodynamických prvků podle rychlosti / teploty powertrainu.
Tepelný management packu podle tlaku větru (CFD data → SW modely).
Zabránění otevření aktivních prvků při vysoké rychlosti.
Detekce zamrznutí mechanismů.
5.1 Palubní deska, středová konzola
5.2 Sedadla, výplně dveří
5.3 Displeje, ovladače, infotainment
5.4 Klimatizace, tepelné čerpadlo, HVAC rozvody
Nosič z plastu (PPGF, ABS, PC-ABS).
Výztuhy z magnézia nebo oceli.
Dekory: pěněné plasty, kůže, textil.
Integrace airbagů (čelní + kolenní).
Moduly infotainmentu, řadicí volič, ovladače HVAC.
Chlazení elektroniky (pasivní + vzduchové kanály).
Výplně, měkké výlisky, kabeláž, reproduktory.
Ochranné boční výztuhy pod dekorem.
Kostra: ocelové trubky, hliník, kompozitní prvky.
Pěny: PU, studené pěny, tvarované zóny tvrdosti.
Mechaniky posuvů, sklápění, opěrky hlavy.
Integrované airbagy v opěradle (boční).
Topné a ventilační moduly.
Senzory obsazenosti (SBR) – kapacitní / tlakové.
Stropnice, sloupkové výplně, koberec s tlumením vibrací.
Akustické materiály → důležité u tichých EV.
Ambientní osvětlení – scénáře, reakce na rychlost/jízdní režim.
Detekce obsazenosti sedadel → aktivace airbagů a předpínačů.
Memory settings: sedadla, volant, zrcátka.
Integrace s ADAS: varování v sedačce vibracemi.
Integrace s infotainmentem: gesture control, haptika.
Integrace airbagů: správná deformace panelů při výstřelu.
Požární ochrana materiálů dle FMVSS 302.
Senzory obsazenosti – kritické pro deaktivaci airbagu spolujezdce.
Ochrana proti zranění při rollover → posílené sloupky.
Moderní EV se opírají o rozsáhlé digitální ovladače.
Instrument cluster (LCD/OLED).
Středový displej (10–17 inch).
HUD (Head-Up Display) – optické projekce.
Rear-seat entertainment (u prémií).
Touchscreen s haptickou odezvou.
Tlačítka, otočné ovladače, slider prvky.
Multifunkční volant.
Výkonné procesory (SoC – Qualcomm, Nvidia).
GPU akcelerace pro UI.
Lokální úložiště, rychlá sběrnice (Ethernet AVB).
Grafické enginy (Qt, Unity, Android Automotive).
Optimalizace latence dotykové odezvy.
Dynamické přepínání režimů dle jízdní situace.
Přepínání jízdních módů (Eco / Sport / Snow).
Climate menu → propojení s HVAC.
Navigace → využití online map, traffic dat.
Voice assistant – ASR/NLU modely.
OTA aktualizace.
User profiles – propojení s cloud účtem.
Mobile key / NFC key.
Minimální rozptýlení řidiče – přísné normy HMI layoutu.
Redundantní ovládání kritických funkcí (např. okna, výstražná světla).
Fallback režim UI při SW poruše.
Kyberbezpečnost: sandboxing aplikací, šifrovaný přenos.
Hlavní výpočetní jednotka (IVI / Central Computer).
LTE/5G modem, WiFi, Bluetooth.
GNSS přijímač (GPS/GLONASS/Galileo).
Audio zesilovač (Class D), DSP procesor.
Mikrofony pro noise cancellation.
OS: Android Automotive / QNX / Linux distribuce.
App framework: navigace, streaming, telefon, kalendář.
AI pro hlasové ovládání (wake-word engine).
Online služby: OTA mapy, cloud diagnostika.
Noise cancellation + generování syntetického zvuku motoru (u EV volitelné).
Striktní izolace infotainmentu od bezpečnostních domén.
Firewall + secure gateway.
Ověření integrity aplikací.
Ochrana proti útokům přes WiFi/Bluetooth.
Ventilátor (blower).
Výparník klimatizace.
Topné těleso (PTC) nebo tepelné čerpadlo.
Expanční ventil / elektronický expanzní ventil (EEV).
Filtry kabiny (aktivní uhlí, HEPA).
Vzduchové kanály a klapky (servo-motory).
Reverzibilní okruh.
3–4-cestné ventily.
Výměníky (chiller mezi baterií a kabinou).
Vyšší účinnost než PTC topení → zásadní pro dojezd.
Řízení teploty kabiny → PID logika s prediktivními modely.
Klimatizace propojená s navigací (příprava kabiny před odjezdem).
Tepelné řízení oken → prevence zamlžení.
Energetický management → optimalizace mezi komfortem a dojezdem.
Integrace s bateriovým systémem → sdílené tepelné okruhy.
Automatické přepínání režimu (Fresh / Recirculation) podle senzorů CO₂ a VOC.
Ochrana proti zamrznutí výparníku.
Tepelná ochrana PTC článků.
Limity proudů ventilátoru.
Detekce zaseknuté klapky → fail-safe pozice.
Filtrace vzduchu – kritická v režimu odmlžení při zhoršené viditelnosti.
6.1 Řídicí jednotky (ECU, domain control units)
6.2 Senzory a akční členy
6.3 Kabelové svazky
6.4 Komunikace: CAN, LIN, Ethernet
V této kapitole projdu kompletní LV architekturu moderního EV: zdroj LV energie, řídicí jednotky, senzory, komunikace (CAN/LIN/Ethernet), svazky, pojistky, relé, SW logiku i bezpečnostní architekturu.
EV mají oddělenou nízkonapěťovou síť pro napájení všech ECU, světel, zámků, senzorů, brzd atd.
Olověná (AGM / EFB) – tradiční, levná.
Li-ion 12 V – nižší hmotnost, vyšší životnost (novější EV).
Zdrojem 12 V není alternátor → energii vyrábí DC/DC z HV baterie.
Redundantní řízení napětí, thermal management.
Pojistky (fuses), relé, distribuční bloky.
Inteligentní relé (SSR – solid state relays) u novějších platforem.
Napěťová kontrola LV baterie.
Optimalizace dobíjení podle režimů jízdy.
Diagnostika: undervoltage / overvoltage / internal resistance.
Řízení zátěží: load shedding (vypnutí nepotřebných systémů).
Záložní napájení kritických ECU (EPS, ESC, BMS).
Ochrana proti zkratu → rychlé přepálení pojistky.
Preventivní vypínání spotřebičů při nízkém napětí.
Moderní EV přecházejí od stovek malých ECU k doménovým / zónovým kontrolérům.
60–120 ECU v autě (světla, okna, sedačky, BCM, brzdový modul …).
Powertrain domain controller – motor, inverter, DC/DC.
Body controller (BCM) – světla, zámky, stěrače, interiér.
ADAS domain controller – kamery, radary, senzory.
Infotainment domain – displeje, audio, UX.
HVAC controller – klimatizace a tepelné čerpadlo.
Zóny (front-left, front-right, rear-left, rear-right) → minimalizují kabeláž.
ECU v zóně ovládá vše blízko fyzické polohy (světla, senzory, dveře).
Mikroprocesory (ARM Cortex-R/A), automotive SoC.
Flash + RAM + secure elements.
Napájecí obvody s redundancí 12 V / 48 V.
CAN, LIN, Ethernet PHY.
Teplotní management (chladiče, heat spreadery).
OS: AUTOSAR Classic / Adaptive, QNX, Linux.
Task scheduling v ms cyklech.
Diagnostika (UDS), OBD.
Safety software (ASIL A–D podle funkce).
OTA update management.
Watchdogy HW i SW.
Redundantní sensing (např. brzdový tlak, volant).
Safe-state definice (např. řízení → bez posilovače).
Kyberbezpečnost: secure boot, šifrované klíče, oddělené výpočetní zóny.
HV (oranžové) vs. LV (černé) kabely – různé izolace.
Konektory (AMP/TE/Delphi) se sekundárním jištěním.
Stíněné kabely pro datové linky (Ethernet, radar).
Twisted-pair vedení pro CAN.
Koordinované svazky s klipy, průchodkami, gumovými chrániči.
Silnější kabely pro topení (pokud PTC).
Víc datových vedení kvůli ADAS.
Termální izolace v blízkosti baterie.
HVIL (high-voltage interlock loop) – detekce odpojení kabelů, i v LV části hvizdu.
Open / short detection – CAN/LIN detekují přerušené a zkratované větve.
Topology checks – porovnávání fyzické topologie s konfigurací.
Predictive failure – AI diagnostika vibrací a koroze konektorů (fleet data).
Správné vedení: mimo ostré hrany a tepelné zdroje.
IP67 průchodky.
Ochrana proti elektrochemické korozi.
Kritické větve mají redundantní zemní propojení.
Teplota, tlak, vlhkost, CO₂, VOC.
Dešťový a světelný senzor.
Ultrazvukové senzory (PDC).
IMU (6–9 os).
Snímač úhlu volantu.
Snímač momentu volantu.
Senzor tlaku v brzdové soustavě.
Snímače světlé výšky.
Hall senzory polohy.
Reed switche.
Pinch-protection senzory.
Kamery (GigE, FPD-Link).
Radary (76–81 GHz).
Lidar (u vyšších tříd).
Motorky zámků, oken, zrcátek.
Servomotory klimatizace (klapky).
Motory EPAS a brzdového posilovače.
Relé, solenoidy, pumpy.
Kalibrace senzorů (IMU, steering sensor).
Filtrace dat: low-pass / Kalmanovy filtry.
Diagnostika: drift, šum, out-of-range.
Safety verifikace hodnot (plausibility checks).
Kritické senzory mají redundantní kanály (brzdy, řízení, airbagy).
Kontrola integrity dat na sběrnici (CRC).
Fail-safe chování aktuátorů (např. okno se zastaví při poruše senzoru).
Backbone většiny ECU.
Rychlosti: 500 kbps – 2 Mbps (FD).
Prioritizace zpráv (ID arbitration).
Citlivá data: motor, brzdy, stability.
Levná a jednoduchá sběrnice pro senzory/aktuátory v interiéru.
Typicky hvězda (master → slaves).
100BASE-T1 / 1000BASE-T1.
Pro ADAS, infotainment, kamery.
AVB / TSN pro časově deterministické přenosy.
Spojuje CAN ↔ Ethernet.
Firewall mezi domenami (infotainment ↔ safety).
Filtrace zpráv, validace protokolů.
Energetický management LV systému.
Diagnostika všech ECU (UDS): DTC kódy, self-tests.
Řízení spánku/probuzení (sleep/wake).
Firmware management (OTA).
Distribuce konfigurace (FOTA/SOTA).
Battery health monitoring pro 12 V.
Koroze konektorů (rezonance signálu).
Sledování degradace zemnění.
Secure boot, secure flashing.
Šifrované CAN rámce (nové platformy).
Anomálie chování ECU → IDS (intrusion detection system).
Kritické ECU (EPS, ESC, BMS) mají redundantní napájení + senzory.
Watchdogy a safe-state pro každý modul.
Pojistky chrání proti zkratům → okamžité mechanické odpojení.
Zemní propojení pro odvod zkratových proudů.
Voice / infotainment může spadnout → auto jede dál.
EPS nebo ESC nesmí spadnout → degradovaný, ale funkční mód.
ADAS (L2+) má fail-operational (udržování jízdního pruhu i při chybách senzorů).
7.1 Chlazení baterie
7.2 Chlazení motoru a výkonové elektroniky
7.3 Tepelné čerpadlo / klimatizace
7.4 Teplotní management kabiny a komponent
Kompletní technika + software + bezpečnost pro: baterii, motor/inverter, kabinu, tepelné čerpadlo, chladicí okruhy, ventily, čerpadla a senzory.
Moderní EV mají vícekruhový systém, který sdílí energii mezi:
Baterií (HV battery)
Motorem a měničem (EDU)
Kabinou (HVAC)
Tepelným čerpadlem / klimatizací
Chladicí okruh baterie (glykol + chladič nebo integrované pláty).
Chladicí okruh powertrainu (motor/inverter/DC/DC).
Chladicí / topný okruh kabiny (výparník + topná jednotka).
Tepelné čerpadlo (reverzibilní okruh s chillerem).
Sdílené komponenty – čerpadla, ventily, chladicí desky, výměníky.
Chladicí desky (cooling plates) → kanálky pod moduly/články.
Chiller → výměník mezi chladivem HVAC a chladicí kapalinou baterie.
Elektrická čerpadla (DC brushless).
Ventily (2–4 cestné) řízení toku do baterie.
Senzory teploty – typicky 2–4 na modul, více u pokročilých packů.
Izolace packu – zpomaluje teplotní změny.
SoC/SoH dependent cooling – vyšší chlazení při vyšším SoC.
Preconditioning pro DC fast charging – ohřev/ochlazení baterie před příjezdem na nabíječku.
Cell temperature equalization – vyrovnání teplot mezi moduly.
Thermal derating – omezení výkonu při vysoké teplotě.
Prediktivní modely – AI/ML predikce zahřívání při jízdě nebo rychlém nabíjení.
Diagnostika: detekce vzduchu v okruhu, nízkého průtoku, zaseknutého ventilu.
Ochrana proti thermal runaway – chladicí algoritmy priorizované při vysokých teplotách.
Kritické limity → okamžitý HV shut-down.
Redundantní měření teploty u vysoce zatěžovaných modulů.
Venting strategie – odvádění plynů mimo kabinu.
Detekce izolace packu: teplota ≠ očekávané modelu → možná degradace/požár.
Chlazení statoru: kapalinové kanály, vodní plášť.
Chlazení rotoru: olejové postřikování do rotorových drážek (nové platformy).
Chlazení inverteru: desky DBC/AMB s integrovanými kanály.
Teplotní senzory: na mosfetech, DC-link kondenzátoru, statoru.
Chladič EDU (radiátor).
Samostatné čerpadlo EDU nebo sdílené s jiným okruhem.
Thermal torque derating – omezení momentu podle teplot performance prvků.
Inverter cooling maps – PWM omezení v závislosti na teplotě SiC/IGBT.
Predictive cooling – odhad zatížení podle jízdního stylu.
Oil flow control – regulace oleje u motorů s interním chlazením rotoru.
Chlazení DC/DC a OBC – sdílené řízení pro optimalizaci výkonu.
Chyba čerpadla → okamžité omezení momentu / vypnutí.
Přehřátí SiC → STO (Safe Torque Off).
Ochrana izolace vinutí → SW modely + tepelná čidla.
Redundantní snímání teplot kritických prvků.
EMC/EMI ochrana na senzorech (nutné kvůli silovým spínacím prvkům).
Kompresor (elektrický, BLDC).
4cestný ventil – obrací směr toku pro topení/chlazení.
Kondenzátor a výparník – výměníky tepla kabiny.
Chiller – propojuje HVAC s bateriovým okruhem.
EEV (elektronické expanzní ventily).
Senzory tlaku a teploty chladiva.
Automatická optimalizace COP → hledání nejlepšího pracovního bodu.
Odmrazování výparníku – detekce námrazy, reverzní chod.
Blending s PTC topením, když je chladivo v nevhodných podmínkách.
Thermal orchestration mezi kabinou, baterií, motorem.
Modelování subcool/superheat pro efektivní expanzi.
Diagnostika: únik chladiva, nepravidelné tlaky, zaseknuté ventily.
Ochrana proti příliš vysokému tlaku v systému (tlakové senzory).
Blokace kompresoru při teplotní nestabilitě nebo úniku chladiva.
Fail-safe poloha ventilů.
Ochrana proti zamrznutí výparníku, aby se zabránilo ztrátě viditelnosti.
BLDC pumpy, regulace otáček přes PWM / LIN.
Integrované průtokoměry u high-end verzí.
2-, 3-, 4-cestné ventily pro řízení směru proudění.
Solenoidové nebo krokové mechanismy.
Správné řízení klíčové pro efektivitu tepelného čerpadla.
Radiátory (EDU + baterie).
Chiller mezi chladivem a kapalinou.
Výměník kabiny → výparník, kondenzátor.
PID / map-based řízení průtoku.
Organizace priorit → baterie má přednost před kabinou.
Self-learning algoritmy pro kompenzaci stárnutí pumpy.
Diagnostika: jammed valve, nízký průtok, bubble detection.
Při ztrátě čerpadla: redukce výkonu powertrainu nebo úplné vypnutí.
Při selhání ventilu: fixace na bezpečnou pozici (např. priorita chlazení baterie).
Monitoring integrity chladiva – abnormální tlaky spustí shutdown HVAC.
Teplotní senzory (NTC/PTC) – baterie, inverter, chladivo, kabina.
Tlakové senzory chladiva.
Průtokoměry glykolu.
Vlhkostní a CO₂ senzory pro HVAC.
Senzory námrazy výparníku.
Kalibrace podle driftu a stárnutí.
Validace hodnot: plausibility + cross-checking mezi okruhy.
Fúze dat → odhad tepelného zatížení.
Redundantní senzory teploty pro baterii.
Kontrola CRC při přenosu dat.
Fail-safe strategie při ztrátě sensoru → konzervativní derating.
Nejdůležitější SW vrstva moderního EV – řídí tepelnou energii mezi doménami.
Prioritizace: baterie > powertrain > kabina.
Optimalizace COP tepelného čerpadla.
Koordinace čerpadel a ventilů v reálném čase.
Přediktivní řízení: využití navigace (příjezd na DC nabíječku).
Režimy:
Fast-charging
Cold start
High-load drive
Parkování s temperací baterie
Predikce tepelných špiček u inverteru.
Predikce degradace chladicí kapaliny.
Adaptivní řízení ventilů podle provozních vzorců.
Přehřátí baterie → HV shutdown.
Přehřátí inverteru → STO + derating.
Chyba ventilu → režim ochrany packu.
Únik chladiva → deaktivace tepelného čerpadla + fallback na PTC.
Zamrznutí výparníku → ztráta viditelnosti (kritické pro bezpečnost).
ASIL B/C pro většinu tepelných funkcí.
ASIL D pro interakci s powertrainem.
Redundantní teplotní senzory v baterii.
Ochrana firmware regulátorů HVAC.
Validace zpráv CAN/Ethernet (ochrana proti spoofingu teplot).
Bezpečné OTA aktualizace klimatizační ECU.
8.1 Senzory (kamera, radar, lidar, ultrazvuk)
8.2 Výpočetní jednotka ADAS/AD
8.3 Mapování a lokalizace
8.4 Aktuátory řízení, brzd, pohonu
Tato kapitola pokrývá kompletní technickou, softwarovou a bezpečnostní architekturu systémů od základních asistentů až po autonomní řízení.
Rozlišení 1–8 MP, vysoký dynamický rozsah (HDR).
FOV typicky 50–120°, stereo kamery pro hloubkové vidění.
Infračervené kamery pro noc nebo monitoring řidiče.
Detekce objektů: auta, chodci, cyklisté, lane marking.
SLAM / vizuální odometrie u L3/L4 vozů.
Kalibrace intrinsics/extrinsics, kontinuální self-calibration.
Redundantní zorná pole (přední + širokoúhlé).
Monitoring zasněžení / znečištění.
Plausibility checks s radarem.
76–81 GHz FMCW radar.
Dosah 150–300 m, velmi dobrý za špatného počasí.
Short-range radary pro 360° pokrytí.
Detekce rychlosti a vzdálenosti objektů.
Doppler filtrace, clusterizace cílů.
Radar-to-camera fusion.
Kritický senzor pro ACC/AEB → ASIL D.
Redundantní radary na přední masce kvůli výpadku jednoho kanálu.
ToF (time-of-flight), 16–128 kanálů.
Vysoce přesná 3D mapa okolí → klíčové pro L3/L4.
Integrované top bez pohyblivých částí (solid state).
Segmentace 3D bodů, klasifikace objektů.
SLAM, mapování okolí, local planning.
Senzor pro redundanci při selhání kamery.
Monitor kontaminace optiky.
Parkovací asistenti, nízkorychlostní detekce překážek.
Softwarová filtrace echa, cross-talk mezi senzory.
Nízké ASIL (A/B).
IMU 6–9 os (gyro + akcelerometry).
GNSS s RTK korekcí u přesných autonomních systémů.
Sensor fusion: EKF/UKF filtry pro přesnou trajektorii.
Dead-reckoning při výpadku GPS.
Ověření integrity GPS signálu.
Výkonné SoC: Nvidia Orin, Qualcomm Ride, Mobileye EyeQ, Tesla FSD.
GPU/TPU akcelerátory pro neuronové sítě.
Redundantní napájení + chlazení.
HV isolace + automotive kvalifikace (AEC-Q100).
CNN/Transformer modely pro detekci, segmentaci, tracking.
Fúze dat: kamera + radar + lidar + ultrazvuk + IMU.
Objekty: auta, chodci, cyklisté, zvířata, lane boundary, semafory.
Modelování trajektorií ostatních účastníků (RNN/LSTM/transformer-based).
Predikce úmyslů (turning, braking).
Global planner → trasa.
Local planner → jízdní pruhy, překážky.
Motion planner → generuje trajektorie (MPC, RRT, lattice).
Longitudinal control (akcelerace/brzdy).
Lateral control (řízení, yaw).
Fail-safe fallback trajektorie.
Dvoukanálové výpočty (lockstep CPU).
Redundantní sensory paths.
Hypervisor odděluje safety/infotainment.
Watchdogy, heartbeat signály.
Ověření integrity neuronových modelů (AI safety wrappers).
ABS, ESC, TCS
Hill hold, auto-hold
ACC (Adaptive Cruise Control) – radar + kamera.
AEB (Automatic Emergency Braking) – kamerová + radarová fúze.
TSR (Traffic Sign Recognition).
LDW / LKA (Lane Departure Warning / Lane Keep Assist).
Multi-sensor fusion pro robustní identifikaci.
Prediktivní regulace rychlosti → data navigace (slope, speed limits).
Modelování chování řidiče → adaptivní zásahy.
ASIL B–D podle funkce.
Pokud kamera nebo radar selže → fallback na konzervativní režim.
Ověření “plausibility”: tvar objektů vs. radarový odraz.
Hands-on, eyes-on.
Kombinace LKA + ACC + semi-autonomní steering.
HD mapy pro lepší lane-level guidance.
Eyes-off, ale řidič musí převzít řízení, když systém vyzve.
Používá redundantní sensory (kamera+radar+lidar).
Autonomní jízda v omezených scénářích (dálnice, traffic jam assist).
Není nutný řidič v definovaném operačním prostředí (geofenced).
Vysoce redundantní senzory a výpočetní jednotky.
Objektová i semantická navigace přes HD mapy + cloud.
Centimetrové rozlišení, lane-level informace.
Značky, semafory, svodidla, typ povrchu.
Cloud aktualizace, crowdsourcing z flotil.
Vision-based localisation + HD map alignment.
IMU + GNSS RTK pro milimetrovou přesnost.
Lidar-based localisation (ICP / NDT algoritmy).
OTA aktualizace modelů, map, SW.
Telemetrie pro AI učení → fleet learning.
V2X komunikace (vehicle-to-infrastructure).
Redundantní sensory, redundantní compute.
Voting logika (2oo3, 1oo2).
Safety monitors – nezávislé od AD stacku.
Safe-state: kontrolované zastavení.
Bezpečnost správně fungujících AI systémů.
Identifikace edge-cases (špatné světlo, neobvyklé objekty).
Testování corner scénářů (mlha, oslnění, neobvyklá dopravní situace).
Modelová verifikace neuronových sítí.
Ochrana kamer, radarů a lidarů před spoofingem.
Šifrovaná komunikace (CAN FD, Automotive Ethernet).
Secure gateway mezi infotainmentem a safety doménami.
IDS (intrusion detection system) pro útoky v reálném čase.
9.1 Middleware a OS jednotlivých domén
9.2 Aktualizace OTA
9.3 Kyberbezpečnost
9.4 Telemetrie, diagnostika, fleet-management
Tato kapitola popisuje OS architekturu, middleware, doménové/zónové řízení, OTA systém, diagnostiku, telemetrii, cybersecurity, datové toky a orchestraci funkcí v celém autě.
Detail zůstává v úrovni kapitol 0–8.
Moderní EV nejsou „auta se softwarem“, ale software definovaná vozidla (SDV).
Realtime OS (O(1) scheduling).
Použití v safety-critical doménách (brzdy, pohon).
Konfigurovatelné komponenty (SWC).
Pro ADAS, infotainment, Ethernet komunikaci.
POSIX OS, podporuje dynamické aplikace a middleware (DDS).
Infotainment a UX.
Aplikace třetích stran (sandboxing).
FreeRTOS, QNX microkernel v některých ECU.
SOME/IP – komunikace mezi ECU na Ethernetu.
DDS (Data Distribution Service) – publish/subscribe pro ADAS/AD.
MQTT-like telemetrie pro cloud komunikaci.
CANopen/LIN services pro nízkoúrovňové moduly.
Hypervisory pro oddělení safety a infotainment domén.
Docker-like kontejnery v EV compute clusterech.
Bezpečné runtime prostředí pro AI modely.
Powertrain domain controller – pohon, nabíjení, baterie.
ADAS domain – kamery, radar, lidar, perception stack.
Body domain – světla, zámky, okna, sedadla.
Chassis domain – řízení, brzdy, ESC.
Infotainment domain – HMI, UX, media.
Domény komunikují přes central gateway (CAN ↔ Ethernet).
Auto rozděleno na zóny: FL, FR, RL, RR + centrální compute.
V každé zóně je jedna ECU, která ovládá vše v okolí (světla, senzory).
Minimální kabeláž → levnější výroba a vyšší spolehlivost.
Jednotné protokoly (Ethernet backbone).
Jedna centrální výpočetní jednotka se stovkami TOPS.
Sjednocuje ADAS, infotainment a některé části body controlu.
Podporuje OTA updaty všech funkcí.
Deterministická sběrnice pro safety.
Data: motorový moment, tlak v brzdách, senzory kol.
CAN FD pro vyšší datovou rychlost.
Ovládání oken, zrcátek, sedadel, HVAC klapek.
Backbone ADAS a infotainmentu.
Protokoly:
AVB / TSN pro deterministické zpoždění (důležité pro ADAS).
SOME/IP pro servisní komunikaci.
Filtrace, směrování, firewall.
Oddělení infotainmentu od safety domén.
Cloud update server.
Vehicle update manager (VUM).
Bootloader ECU s OTA podporou.
Aktualizace ECU přes CAN/Ethernet.
A/B partitions – rollback v případě selhání.
Diferenciální updaty (patch pouze změn).
Secure boot.
Digitální podpisy balíčků.
Zamezení man-in-the-middle útoků.
Monitoring verzí SW a konfigurací.
Diagnostika chyb + prediktivní údržba.
Over-the-air kalibrace AI modelů (v budoucích SDV).
DTC (diagnostic trouble codes).
Live data stream (senzory, teploty, tlaky).
Testování komponent (actuator tests).
Flash/Update ECU přes UDS.
Zasílání dat do cloudu (stav baterie, dojezd, teploty, chyby).
Navigace → cloud traffic.
ADAS → anonymizovaná data pro fleet learning.
Analýza trendů teplot a proudů.
AI modely pro detekci nestandardních vibrací (ložiska, závěsy).
Predikce poruch kontaktorů, ventilů, pump.
Secure boot → žádný ECU nenaběhne s nevalidním firmwarem.
Secure flashing → ověření podpisu aktualizací.
Firewall mezi doménami.
Minimální práva aplikací (sandboxing).
Detekce abnormálního provozu na CAN/Ethernet.
Detekce spoofingu senzorů.
Anomálie v datové frekvenci (DoS detection).
Powertrain (motor/inverter).
Steering (EPAS).
Brakes (ABS/ESC).
ADAS compute.
Tyto domény mají izolaci od infotainmentu a redundantní kanály.
Centralizovaný SW modul řídí chování vozu jako celku.
Koordinace mezi:
ADAS
HMI
Powertrain
Thermal management
Charging management
Delegování priorit (např. bezpečnost → komfort ustupuje).
Personalizace chování vozu podle stylu řidiče.
Adaptivní řízení tepelného hospodářství.
Predikce stavu baterie (SOH, RUL).
Anomálie senzorů → automatická degradace funkcí.
ASIL C nebo D podle rozsahu funkcí.
Fallback režimy při ztrátě komunikace s některou doménou.
Deterministická kontrola datových toků.
Logy senzorů pro ADAS.
Historie nabíjení a teplot baterie.
Diagnostické snapshoty při chybách.
Prediktivní analýzy (fleet learning).
OTA provisioning.
Mapové aktualizace ADAS/AD.
NVMe/flash pro rychlé ADAS logy.
Oddělené partitions pro bezpečnostní funkce.