DREI TECHNOLOGISCHE TRANSFORMATIONEN IN DER AUTOMOBILINDUSTRIE GLEICHZEITIG: ELEKTRIFIZIERUNG, DIGITALISIERUNG UND KREISLAUFWIRTSCHAFT
Die Automobilindustrie erwartet eine deutliche Verlagerung hin zu Elektrofahrzeugen, um Emissionen zu reduzieren und den Klimawandel zu bekämpfen.
Von Eugen, Advanced Technologies
Die Automobilindustrie erwartet eine deutliche Verlagerung hin zu Elektrofahrzeugen, um Emissionen zu reduzieren und den Klimawandel zu bekämpfen. Elektroautos bringen eine Vielzahl neuer Möglichkeiten mit sich, die das Fahrerlebnis verbessern – unter anderem mehr Konnektivität und Digitalisierung. Stärker vernetzte und digitalisierte Fahrzeuge ebnen außerdem den Weg für zusätzliche geschäftliche Innovationen. Sowohl traditionelle Autohersteller als auch Start-ups testen innovative Geschäftsmodelle wie Autoabonnements und gemeinsam genutzte Mobilitätsdienste. Diese Modelle zielen darauf ab, den Kunden einen flexiblen und bequemen Zugang zu Fahrzeugen zu ermöglichen und gleichzeitig die Ressourcennutzung zu optimieren und die Kosten zu minimieren. Nutzer können ein Auto für einen bestimmten Zeitraum abonnieren und zahlen eine monatliche Gebühr, die Versicherung, Wartung und andere verbundene Kosten abdeckt. Dieser Ansatz wird die Relevanz der Gesamtbetriebskosten für Flotten- und künftige Serviceanbieter deutlich erhöhen. Dies wird auch zu einer höheren Nachfrage nach Technologien für die vorausschauende Wartung führen.
Auf der IAA München 2023 wurden Fortschritte im Bereich der Benutzerfreundlichkeit von Fahrzeugen hervorgehoben, z. B. integrierte Infotainmentsysteme, die es dem Benutzer ermöglichen, direkt im Fahrzeug einzukaufen. Vom Parken über Unterhaltung bis hin zu speziellen autonomen Fahrfunktionen kann der Fahrer nahtlos mit einer Vielzahl von Diensten interagieren, die den Komfort erhöhen und ein maßgeschneidertes Fahrerlebnis bieten. Darüber hinaus ermöglicht die in das Fahrzeug eingebettete Over-the-Air-(OTA-)Funktionalität den Herstellern, die Software und Firmware in den Fahrzeugen aus der Ferne zu aktualisieren. Dies sorgt für kontinuierliche Verbesserungen, Fehlerbehebungen und die Bereitstellung neuer Funktionen für Fahrzeuge, ohne dass der Besuch im Servicezentrum erforderlich wäre. Diese Technologie benötigt eine angepasste elektrische/elektronische (E/E) Architektur. Hierfür setzt die Industrie auf eine zonale Architektur. Traditionell haben Fahrzeuge eine flache E/E-Architektur, bei der jede elektrische Funktion von einer eigenen Einheit gesteuert wird. Bei der zonalen E/E-Architektur ist das Fahrzeug in verschiedene Zonen unterteilt, die jeweils über eigene Steuergeräte verfügen. Dies erhöht die Flexibilität, Skalierbarkeit und Effizienz des Gesamtsystems. Darüber hinaus können OEMs die Komplexität der Verkabelung reduzieren, was zu leichteren und kostengünstigeren Fahrzeugen führt.
Fortgeschrittene Fahrerassistenzsysteme (FAS) gehen noch einen Schritt weiter, wenn es um die Veränderung des Fahrerlebnisses geht. Eine der wichtigsten technologischen Voraussetzungen dafür ist, neben dem Wechsel zur zonalen E/E-Architektur, die Implementierung der Steering-by-Wire-(SBW-)Technologie. SBW ersetzt die traditionelle mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und den Rädern durch elektronische Verdrahtung. Durch den Einsatz verschiedener Sensoren, Aktoren und Steuermodulen ermöglicht SBW eine präzisere und flexiblere Kontrolle über den Lenkmechanismus. Diese Technologie bietet eine Reihe von Sicherheitsmerkmalen, die über das hinausgehen, was herkömmliche Systeme erreichen können, wie anpassbare Fahrmodi, effiziente Betriebskosten und autonome Lenkung unter bestimmten Umständen (z. B. Spurhalteassistent, Kollisionsvermeidung und Einparkhilfe). Die Integration von SBW erfordert robuste und zuverlässige Kommunikationssysteme, Datenfusion von mehreren Sensoren und eine nahtlose Integration mit anderen Fahrzeugfunktionen. SBW bietet zwar zahlreiche Vorteile, aber es gibt auch Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt, wie Cybersicherheit, Redundanz und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.
Im Zusammenhang mit der Steering-by-Wire-(SBW-)Technologie bezieht sich Redundanz auf die Implementierung von Backup-Systemen und mehreren Schutzschichten, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Systems zu gewährleisten. Es muss sichergestellt werden, dass ein Ausfall einer Komponente die Funktionalität des Systems nicht beeinträchtigt. Dies ist entscheidend, um die Kontrolle über das Fahrzeug zu behalten, Unfälle zu vermeiden und das Vertrauen des Benutzers zu erhalten. Die folgenden Redundanzstrategien sind von Bedeutung: redundante Sensoren, Kommunikation, Energiespeicherung, Ausfallsicherheitsstrategie und Echtzeit-Diagnoseinformationen. All diese Faktoren haben einen erheblichen Einfluss auf das Niederspannungsnetz und die Auslegung der Energiespeicher.
Um all diese Anforderungen zu erfüllen, wird in Zukunft eine Kombination verschiedener Energiespeichermodule notwendig und vorteilhaft sein. Ein intelligenter Weg, leistungsorientierte 12-V-Ultrakondensatoren mit 12-V-Li-Ionen-Batterien zu kombinieren, würde es uns ermöglichen, ein kosteneffizientes Modul zu entwickeln, das die Erwartungen erfüllt und OEMs hilft, das Vertrauen der Benutzer in dieses System zu gewinnen. Außerdem könnte eine intelligente AGM-Blei-Säure-Batterie bei der Einhaltung von Vorschriften helfen.
Ein wesentlicher Aspekt der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften ist die Gewährleistung der Sicherheit und Zuverlässigkeit von Fahrzeugen. Eine davon ist die Systemvalidierung bei -40 C, was die Funktionalität unter harten Winterbedingungen darstellt. Daher sollten Materialien ausgewählt werden, die niedrigen Temperaturen standhalten, eine angemessene Isolierung bieten und den Schutz empfindlicher Komponenten gewährleisten. Außerdem muss das System so konstruiert sein, dass es auch bei kalten Wetterbedingungen funktionsfähig bleibt und genau arbeitet. Bei rauen Winterbedingungen ist eine Bleibatterie deutlich im Vorteil, da diese Technologie als kälteresistent und sicher gilt.
Es ist wichtig, Systeme zu entwickeln, die die Bedürfnisse der Kunden befriedigen und gleichzeitig die Zukunft im Auge behalten, um Emissionen zu reduzieren und den Klimawandel zu bekämpfen. Clarios hat eine der weltweit erfolgreichsten Kreislaufwirtschaften aufgebaut. Nachhaltigkeit ist ein wesentlicher Bestandteil unseres Geschäfts, unserer Kundenbeziehungen und unserer wichtigen Rolle in der Zukunft der Mobilität. Wie mein Kollege Christian Rosenkranz auf der IAA sagte: „Unsere Vision ist eine Welt, in der 100 % der Autobatterien verantwortungsvoll wiederverwendet werden, um eine neue Generation von Fahrzeugen anzutreiben.“ Wir konzentrieren uns also sehr darauf, unsere Kompetenzen für das Li-Ionen-Recycling mit strategischen Partnerschaften auszubauen. Wir sehen die Elektrifizierung, die Digitalisierung und die Kreislaufwirtschaft als drei Schlüsselelemente dieses industriellen Wandels und arbeiten mit unseren Partnern zusammen, um die besten Lösungen für den Markt zu finden.
Die Automobilindustrie erwartet eine deutliche Verlagerung hin zu Elektrofahrzeugen, um Emissionen zu reduzieren und den Klimawandel zu bekämpfen. Elektroautos bringen eine Vielzahl neuer Möglichkeiten mit sich, die das Fahrerlebnis verbessern – unter anderem mehr Konnektivität und Digitalisierung. Stärker vernetzte und digitalisierte Fahrzeuge ebnen außerdem den Weg für zusätzliche geschäftliche Innovationen. Sowohl traditionelle Autohersteller als auch Start-ups testen innovative Geschäftsmodelle wie Autoabonnements und gemeinsam genutzte Mobilitätsdienste. Diese Modelle zielen darauf ab, den Kunden einen flexiblen und bequemen Zugang zu Fahrzeugen zu ermöglichen und gleichzeitig die Ressourcennutzung zu optimieren und die Kosten zu minimieren. Nutzer können ein Auto für einen bestimmten Zeitraum abonnieren und zahlen eine monatliche Gebühr, die Versicherung, Wartung und andere verbundene Kosten abdeckt. Dieser Ansatz wird die Relevanz der Gesamtbetriebskosten für Flotten- und künftige Serviceanbieter deutlich erhöhen. Dies wird auch zu einer höheren Nachfrage nach Technologien für die vorausschauende Wartung führen.
Auf der IAA München 2023 wurden Fortschritte im Bereich der Benutzerfreundlichkeit von Fahrzeugen hervorgehoben, z. B. integrierte Infotainmentsysteme, die es dem Benutzer ermöglichen, direkt im Fahrzeug einzukaufen. Vom Parken über Unterhaltung bis hin zu speziellen autonomen Fahrfunktionen kann der Fahrer nahtlos mit einer Vielzahl von Diensten interagieren, die den Komfort erhöhen und ein maßgeschneidertes Fahrerlebnis bieten. Darüber hinaus ermöglicht die in das Fahrzeug eingebettete Over-the-Air-(OTA-)Funktionalität den Herstellern, die Software und Firmware in den Fahrzeugen aus der Ferne zu aktualisieren. Dies sorgt für kontinuierliche Verbesserungen, Fehlerbehebungen und die Bereitstellung neuer Funktionen für Fahrzeuge, ohne dass der Besuch im Servicezentrum erforderlich wäre. Diese Technologie benötigt eine angepasste elektrische/elektronische (E/E) Architektur. Hierfür setzt die Industrie auf eine zonale Architektur. Traditionell haben Fahrzeuge eine flache E/E-Architektur, bei der jede elektrische Funktion von einer eigenen Einheit gesteuert wird. Bei der zonalen E/E-Architektur ist das Fahrzeug in verschiedene Zonen unterteilt, die jeweils über eigene Steuergeräte verfügen. Dies erhöht die Flexibilität, Skalierbarkeit und Effizienz des Gesamtsystems. Darüber hinaus können OEMs die Komplexität der Verkabelung reduzieren, was zu leichteren und kostengünstigeren Fahrzeugen führt.
Fortgeschrittene Fahrerassistenzsysteme (FAS) gehen noch einen Schritt weiter, wenn es um die Veränderung des Fahrerlebnisses geht. Eine der wichtigsten technologischen Voraussetzungen dafür ist, neben dem Wechsel zur zonalen E/E-Architektur, die Implementierung der Steering-by-Wire-(SBW-)Technologie. SBW ersetzt die traditionelle mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und den Rädern durch elektronische Verdrahtung. Durch den Einsatz verschiedener Sensoren, Aktoren und Steuermodulen ermöglicht SBW eine präzisere und flexiblere Kontrolle über den Lenkmechanismus. Diese Technologie bietet eine Reihe von Sicherheitsmerkmalen, die über das hinausgehen, was herkömmliche Systeme erreichen können, wie anpassbare Fahrmodi, effiziente Betriebskosten und autonome Lenkung unter bestimmten Umständen (z. B. Spurhalteassistent, Kollisionsvermeidung und Einparkhilfe). Die Integration von SBW erfordert robuste und zuverlässige Kommunikationssysteme, Datenfusion von mehreren Sensoren und eine nahtlose Integration mit anderen Fahrzeugfunktionen. SBW bietet zwar zahlreiche Vorteile, aber es gibt auch Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt, wie Cybersicherheit, Redundanz und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.
Im Zusammenhang mit der Steering-by-Wire-(SBW-)Technologie bezieht sich Redundanz auf die Implementierung von Backup-Systemen und mehreren Schutzschichten, um die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Systems zu gewährleisten. Es muss sichergestellt werden, dass ein Ausfall einer Komponente die Funktionalität des Systems nicht beeinträchtigt. Dies ist entscheidend, um die Kontrolle über das Fahrzeug zu behalten, Unfälle zu vermeiden und das Vertrauen des Benutzers zu erhalten. Die folgenden Redundanzstrategien sind von Bedeutung: redundante Sensoren, Kommunikation, Energiespeicherung, Ausfallsicherheitsstrategie und Echtzeit-Diagnoseinformationen. All diese Faktoren haben einen erheblichen Einfluss auf das Niederspannungsnetz und die Auslegung der Energiespeicher.
Um all diese Anforderungen zu erfüllen, wird in Zukunft eine Kombination verschiedener Energiespeichermodule notwendig und vorteilhaft sein. Ein intelligenter Weg, leistungsorientierte 12-V-Ultrakondensatoren mit 12-V-Li-Ionen-Batterien zu kombinieren, würde es uns ermöglichen, ein kosteneffizientes Modul zu entwickeln, das die Erwartungen erfüllt und OEMs hilft, das Vertrauen der Benutzer in dieses System zu gewinnen. Außerdem könnte eine intelligente AGM-Blei-Säure-Batterie bei der Einhaltung von Vorschriften helfen.
Ein wesentlicher Aspekt der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften ist die Gewährleistung der Sicherheit und Zuverlässigkeit von Fahrzeugen. Eine davon ist die Systemvalidierung bei -40 C, was die Funktionalität unter harten Winterbedingungen darstellt. Daher sollten Materialien ausgewählt werden, die niedrigen Temperaturen standhalten, eine angemessene Isolierung bieten und den Schutz empfindlicher Komponenten gewährleisten. Außerdem muss das System so konstruiert sein, dass es auch bei kalten Wetterbedingungen funktionsfähig bleibt und genau arbeitet. Bei rauen Winterbedingungen ist eine Bleibatterie deutlich im Vorteil, da diese Technologie als kälteresistent und sicher gilt.
Es ist wichtig, Systeme zu entwickeln, die die Bedürfnisse der Kunden befriedigen und gleichzeitig die Zukunft im Auge behalten, um Emissionen zu reduzieren und den Klimawandel zu bekämpfen. Clarios hat eine der weltweit erfolgreichsten Kreislaufwirtschaften aufgebaut. Nachhaltigkeit ist ein wesentlicher Bestandteil unseres Geschäfts, unserer Kundenbeziehungen und unserer wichtigen Rolle in der Zukunft der Mobilität. Wie mein Kollege Christian Rosenkranz auf der IAA sagte: „Unsere Vision ist eine Welt, in der 100 % der Autobatterien verantwortungsvoll wiederverwendet werden, um eine neue Generation von Fahrzeugen anzutreiben.“ Wir konzentrieren uns also sehr darauf, unsere Kompetenzen für das Li-Ionen-Recycling mit strategischen Partnerschaften auszubauen. Wir sehen die Elektrifizierung, die Digitalisierung und die Kreislaufwirtschaft als drei Schlüsselelemente dieses industriellen Wandels und arbeiten mit unseren Partnern zusammen, um die besten Lösungen für den Markt zu finden.