Die Fahrzeug-Elektronik hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einem der wichtigsten Bereiche moderner Technik entwickelt. Im Zuge der Elektrifizierung, Digitalisierung und Automatisierung von Fahrzeugen gewinnt sie nicht nur in der Automobilindustrie, sondern auch in der Luft- und Raumfahrt zunehmend an Bedeutung. Ein herausragendes Beispiel für intensive Forschung in diesem Feld ist das Clemson Vehicular Electronics Laboratory (CVEL) der Clemson University. Zwischen 2006 und 2017 unter der Leitung von Dr. Todd H.
Hubing, dem Michelin Professor für Vehicle Electronic Systems Integration, hat das Labor umfassende Studien und Entwicklungen zu Komponenten, Systemen und deren Integration in verschiedenen mobilen Plattformen durchgeführt. Das CVEL widmete sich dabei insbesondere der Forschung zu elektronischen Komponentensystemen, Sensoren, Kommunikationsnetzen sowie der elektromagnetischen Kompatibilität (EMV) und dem elektromagnetischen Modellieren – alles wesentliche Faktoren bei der Entwicklung moderner Fahrzeuge und Fluggeräte. Das Labor befand sich im Carroll A. Campbell Jr. Graduate Engineering Center, welches Teil des Clemson University International Center for Automotive Research (CU-ICAR) auf dem Campus der Clemson University ist.
Diese zentrale Lage bot ideale Voraussetzungen für den Austausch zwischen akademischer Forschung und industrieller Anwendungsentwicklung. Gleichzeitig stellte CVEL durch seine kontinuierliche Pflege und Aktualisierung von Ressourcen und Lehrmaterialien auf seiner Website einen wichtigen Wissens- und Werkzeugpuffer für Ingenieure und Entwickler weltweit bereit. Durch diese Kombination von Theorie, Praxis und Verbreitung von Fachwissen trug das Labor essenziell dazu bei, die Entwicklung von Hochleistungs-Elektroniksystemen für Fahrzeuge voranzutreiben. Der Fokus des Labors umfasste vielfältige Fahrzeugtypen wie Autos, Lastwagen, militärische Panzerfahrzeuge, U-Boote, Schiffe sowie hybride und elektrische Systeme. Diese breite Palette unterstreicht die Bedeutung elektronischer Systeme für alle Arten von Land- und Wasserfahrzeugen, unabhängig vom Antriebskonzept.
Die Forschung erstreckte sich dabei nicht nur auf einzelne Bauteile, sondern auf eine ganzheitliche Systemintegration. Dabei war die Elektromagnetische Verträglichkeit ein zentraler Aspekt. In modernen Fahrzeugen entstehen zahlreiche elektromagnetische Quellen – von Sensoren, Aktoren, Steuergeräten bis hin zu drahtlosen Kommunikationssystemen –, die sich gegenseitig stören können. CVEL betrachtete daher die Herausforderungen, solche Störungen zu kontrollieren, um die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Leistungsfähigkeit elektronischer Systeme zu gewährleisten. In der Luft- und Raumfahrt kommt diesen Fragestellungen eine besonders kritische Bedeutung zu.
Flugzeuge und Raumfahrzeuge besitzen komplexe elektronische Systeme, die extremen Umweltbedingungen standhalten müssen. CVEL widmete sich daher auch den speziellen Anforderungen der Elektronik in Luft- und Raumfahrzeugen, inklusive der Herausforderungen durch elektrostatische Entladungen und intensive elektromagnetische Felder. Die Entwicklung von innovativen Schutzkonzepten und EMV-Prüfverfahren war ein Schwerpunkt, da Ausfälle oder Störungen erhebliche Sicherheitsrisiken bedeuten können. Ein weiterer innovativer Bereich des Labors war die computergestützte elektromagnetische Modellierung. Die Simulation elektromagnetischer Felder und deren Wechselwirkungen mit Fahrzeugstrukturen ermöglicht es, Designprozesse effizienter und zielgerichteter zu gestalten.
CVEL stellte verschiedene Modellierungstools vor und bot Tutorials für Einsteiger an, die den Umgang mit diesen Simulationstechniken erleichtern. Durch diese Werkzeuge konnten Ingenieure potentielle Probleme frühzeitig identifizieren und Produkte entwickeln, die hinsichtlich EMV besser optimiert sind. Die Website des CVEL war in vier Hauptabschnitte untergliedert: Die erste Sektion widmete sich der Fahrzeug-Elektronik im weitesten Sinne, die neben Autos auch Land- und Wasserfahrzeuge verschiedener Art in den Fokus nahm. Dargestellt wurden darin diverse elektronische Systeme, die unterschiedliche Antriebstechnologien wie Verbrennungsmotoren, Brennstoffzellen, Batterien oder hybride Antriebe bedienen. Eine zweite Sektion behandelte explizit Elektronik in der Luft- und Raumfahrt, womit speziell Flugzeuge und Raumfahrtsysteme in den Mittelpunkt gerückt wurden.
Die dritte Sektion konzentrierte sich auf das Thema Elektromagnetische Verträglichkeit, deren Bedeutung für die Fahrzeugentwicklung nicht hoch genug eingeschätzt werden kann. Nicht nur klassische elektromagnetische Störungen, sondern auch der zunehmende Einfluss von intentionaler elektromagnetischer Interferenz (IEMI) wurde hier beleuchtet. Abgerundet wurde die Webseite durch einen Bereich, der sich mit elektromagnetischer Modellierung und den entsprechenden Computertools auseinandersetzte. Neben der Forschungsarbeit stand bei CVEL auch die Wissensvermittlung im Vordergrund. Tutorials, Designrichtlinien und Lehrmaterialien unterstützten Fachleute sowie Studierende gleichermaßen.
Die Kombination aus hochwertigen wissenschaftlichen Arbeiten und praxisnahen Anwendungen förderte den Technologietransfer zu Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Hochschulen. Die intensive Beschäftigung mit elektromagnetischer Verträglichkeit und modernen Modellierungsmethoden ermöglichte es, vielfältige technologische Herausforderungen der Fahrzeugentwicklung zu meistern – nicht zuletzt mit Blick auf zunehmende Vernetzung, Automatisierung und Elektrifizierung. Das Engagement des CVEL spiegelt die zunehmende Komplexität heutiger Fahrzeuge wider. Elektronische Systeme sind längst nicht nur zusätzliche Komponenten, sondern das Herzstück moderner Mobilität. Sie steuern nicht nur Antrieb, Bremsen und Fahrwerk, sondern auch Kommunikation, Sicherheitssysteme und Fahrerassistenzfunktionen.
Während sich Fahrzeuge immer stärker vernetzen, steigt die Relevanz der EMV-Disziplin kontinuierlich, um störungsfreie und sichere Funktionen zu gewährleisten. Das CVEL hat mit seiner Arbeit wesentliche Grundlagen gelegt, um diese Herausforderungen zu adressieren. Auch wenn das Labor 2017 seine aktive Forschungsphase beendet hat, so bleibt es als Wissensarchiv und Ressource auf der Website erhalten und wird weiterhin für Ingenieure, Wissenschaftler und Studierende zugänglich gehalten. Dies unterstreicht die Bedeutung langfristiger Wissenssicherung und die Rolle von akademischen Institutionen bei der nachhaltigen Weiterentwicklung technologischer Innovationen. Das Angebot des CVEL steht dabei beispielhaft für eine zukunftsorientierte Wissenschaft, die technische Höchstleistung, Ausbildung und angewandte Forschung miteinander verbindet.
Insgesamt hat das Clemson Vehicular Electronics Laboratory bemerkenswerte Beiträge zur Entwicklung moderner Fahrzeug- und Luftfahrtelektronik geleistet. Durch seine ganzheitliche Betrachtung von Systemintegration, elektromagnetischer Verträglichkeit und computergestützter Modellierung hatte es entscheidenden Einfluss auf Sicherheits- und Zuverlässigkeitsaspekte, die für den Fortschritt im Mobilitätssektor unverzichtbar sind. Mit solchen Forschungseinrichtungen werden Grundlagen gelegt, die die Mobilität von morgen effizienter, sicherer und nachhaltiger gestalten.
