自动驾驶电动汽车从两个来源获取电力：一个高压电池和一个传统的12伏电池，后者在车辆空转或行驶过程中的高负荷情况下为车辆供电。因此，刹车和转向等安全关键系统可以连接到两个电源。但如果其中一个出现故障，例如短路，会发生什么情况呢？为了防止完全失效，从而避免出现潜在的危险情况，弗劳恩霍夫可靠性和微集成研究所IZM的研究人员与合作伙伴共同参与了HiBord项目，开发出一种电子断开装置，能够隔离车辆电气系统中的任何此类故障。该模块已经在一辆宝马i3上进行了成功测试。

在紧急情况下，自动系统能否保持可靠，如果它因短路而发生故障，又会怎样？在现有的电气系统架构中，标准做法是通过过载保护系统隔离受故障影响的区域。这种设置意味着发生故障时，受影响的部件将完全关闭。对于自动化和全自动车辆来说，这样的保护系统是一种标准的做法。

只有在所有部件和机载电气系统都有冗余的情况下，这种方法才是可行的；即它们是一式两份的。然而这样做成本很高，而且还增加了重量，消耗了空间，尤其是车载电气系统。在HiBord项目中，来自弗劳恩霍夫IZM的研究人员与来自工业界和弗劳恩霍夫集成系统和设备技术研究所IISB的合作伙伴合作，开发了一种切断装置，它可以切断车载电气系统中的故障元件，同时还能保障安全关键元件的供电。这样，无需重复安装车载电气系统，就能保证安全驾驶。

虽然听起来像是一种经济措施，但这种方法实际上代表了自动驾驶在安全性方面的重大改进。正如Fraunhofer IZM的研究助理Phillip Arnold所解释的那样。"在传统的系统中，任何电压不足的情况都会引发整个车载电子系统的突然和不受控制的故障，包括制动和转向系统。这将带来不可接受的风险，尤其是在高速行驶时。但有了我们的新模块，部分车载电子系统可以继续像以前一样工作，这样，一辆全自动汽车仍然会有足够的时间将乘客输送到安全地带，如高速公路的应急车道，或者停车场。"

在电力电子领域，工程师使用所谓的MOSFET场效应晶体管来切换或阻断大电流。配备了16个这样的MOSFET开关，新开发的隔离装置能够切换高达180安培的电流。如果超过这个阈值，例如发生短路时，电气开关就会打开，从而切断电源。此外，由于MOSFET开关能够处理高达300安培的电流，因此在低于其最大允许负载的情况下工作，它们的寿命比传统解决方案要长得多。

在研究人员故意触发短路的测试中，结果显示该模块能够可靠地隔离高达700安培的电流，而不会有任何初始短路的传播。与传统系统相比，在开关速度上也有明显优势。传统的熔断器需要大约20毫秒才能跳闸，而隔离装置在10微秒内就能检测到故障，只需要再过300微秒就能跳闸。这使得它的速度比目前的熔断器系统快60多倍。

该模块已在电动BMW i3示范车上成功测试，其设计方式原则上可用于任何电动汽车。通过保护车载电气系统在突然出现问题后完全失效，这项新开发标志着向安全可靠的自动驾驶迈出了突破性的一步。