Die Automobilindustrie durchläuft einen grundlegenden Wandel. Die häufig als hochinnovativer Markt wahrgenommene Branche erlebt derzeit drei wesentliche Entwicklungen, welche für mindestens die nächsten zehn Jahre die Zukunft der Mobilität vorgeben werden. Diese Innovationen werden nicht nur die Fahrzeughersteller selbst betreffen, sondern in der gesamten Branche einen Dominoeffekt auslösen. Es ist unerlässlich, dass Designer und Ingenieure sich damit vertraut machen, wie sich diese Entwicklungen auf ihre Rolle in der Branche auswirken werden.
Der Umstieg auf Elektrofahrzeuge
Das Konzept von Elektrofahrzeugen ist nicht neu. Um genau zu sein, folgte die Entwicklung von Elektrofahrzeugen während der Anfangsjahre der Automobilindustrie der des Verbrennungsmotors. Aber aufgrund der Kompaktheit des Benzinmotors in Kombination mit der zur damaligen Zeit verfügbaren vergleichsweise primitiven Batterietechnologie wurden Elektrofahrzeuge zu einer kleinen Nische in der Automobilindustrie, wie wir sie heute kennen.
Die steigenden Erdölkosten gehen heute mit Bedenken bezüglich der Auswirkungen von fossilen Brennstoffen auf die Umwelt einher und der Frage, wie diese Situation geändert werden kann. Durch die Suche nach Alternativen zu traditionellen Brennstoffen wurde eine große Nachfrage nach Elektrofahrzeugen geschaffen, und sowohl Regierungen als auch Hersteller haben sich verpflichtet, von Benzin abhängige Fahrzeuge durch nachhaltigere Technologien zu ersetzen.
Dieser Anstieg des Interesses war die treibende Kraft hinter den technologischen Verbesserungen. Zum ersten Mal sind Fahrzeugbatterien in der Lage, die Ausdauer und Leistungsfähigkeit zu bieten, die benötigt wird, um mit der von benzinbetriebenen Fahrzeugen vergleichbar zu sein. Das ist mit anderen Entwicklungen gekoppelt, insbesondere mit der Verwendung von kinetischen Energierückgewinnungssystemen, die für Rennwagen entwickelt wurden. Diese Systeme machen die freigesetzte Energie nutzbar, wenn die Fahrzeuge das Tempo drosseln und sie zum Aufladen der Bordbatterien verwenden. Diese Systeme kommen jetzt in allgemein gängigen Fahrzeugen zur Einsatz, was ein weiterer Beleg dafür ist, das Elektrofahrzeuge hier sind, um zu bleiben.
Elektroautos werden Ströme und Spannungen nutzen, die es in benzinbetriebenen Fahrzeugen nicht gibt. Designer müssen das bei der Auswahl der Komponenten für Anwendungen für Elektrofahrzeuge berücksichtigen. Molex hat eine Produktreihe entwickelt, die hochstromfähig ist. Einige der Produkte der Reihe wie beispielsweise das System H-DAC 64 wurden eigens für Automobilanwendungen konzipiert, während andere wie die Steckverbinder der Baureihe Mega-Fit Wire-to-Board-Lösungen mit überlegener Leistungsdichte zu bieten haben.
Fahrzeugkommunikation
Unser Leben wird im Verlauf der nächsten zehn Jahre mehr als jedes andere Element von Daten geleitet werden. Die weit verbreitete weltweite Nutzung der 5G-Konnektivität hatte eine massive Konstellation vernetzter Geräte zur Folge, und das Auto wird einen zentralen Bestandteil dieses Netzwerks bilden.
Die Hochgeschwindigkeits-Kommunikation mit hoher Bandbreite wird die V2V-Kommunikation, d.h. die Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug (Vehicle-to-Vehicle) ermöglichen, mittels derer Fahrzeuge Informationen über Straßenverhältnisse, potenzielle Gefahren und sogar über ihre jeweiligen Positionen austauschen können. Die Fähigkeit, sich aus der Ferne mit dem Hersteller zu vernetzen, wird auch die Remote-Aktualisierung von Fahrzeugsoftware möglich machen, sodass Autos die neueste Technologie nutzen können, ohne in ein Servicezentrum gebracht werden zu müssen.
Durch diesen Datenaustausch mit dem Hersteller wird auch die Fahrzeugservice-Branche revolutioniert. Die Instandhaltung wird gezielter und kostengünstiger werden. In-Car-Systeme werden den Zustand des Fahrzeugs überwachen und in Echtzeit mittels 5G-Konnektivität kommunizieren, wodurch Termine zur vorbeugenden Instandhaltung nur bei Bedarf vereinbart werden müssen.
Elektrofahrzeuge sind viel weniger kompliziert als herkömmliche benzinbetriebene Automobile, sie besitzen weniger bewegliche Bauteile und weniger Hochdrucksysteme. In Kombination mit proaktiven Instandhaltungsplänen werden die Fahrzeuge durch den dadurch reduzierten Verschleiß von Systemen eine wesentlich längere Lebensdauer haben.
Die nächste Fahrzeuggeneration wird eine Rechenleistung nutzen, die sich an der von herkömmlichen Rechenzentren messen kann. Um dies zu ermöglichen, benötigen sie Steckverbinder mit hoher Datengeschwindigkeit und müssen gleichzeitig zuverlässig und widerstandsfähig konstruiert sein. Die FFC/FPC-Steckverbinder-Reihe von Molex eignet sich optimal für die Bereitstellung von Hochgeschwindigkeitsverbindungen unter den anspruchsvollen Bedingungen, die in der Automobilindustrie vorherrschen.
Fahrerlose Fahrzeuge
Selbstfahrende oder autonome Fahrzeuge haben die Fantasie der Öffentlichkeit beflügelt. Die Technologie zum Erreichen dieses Niveaus von Fahreigenschaften wird eine komplexe Kombination von Sensoren und Rechenleistung erforderlich machen. Um allgemein akzeptiert zu werden, müssen selbstfahrende Automobile in der Lage sein, alle potenziellen Gefahren zu erkennen, wissen, wie diese zu vermeiden sind, und dann innerhalb kürzester Zeit die notwendigen Schritte einleiten.
Deshalb werden die autonomen Fahrzeuge eine Reihe von Sensoren besitzen, mit deren Hilfe sie die Umgebung kartografieren können. Embedded Vision-Systeme werden gemeinsam mit RADAR und LIDAR einen großen Teil dieses Sensorenpakets ausmachen. Die Fahrzeuge werden die mit diesen Sensoren gesammelten Daten mit geringstmöglicher Latenz verarbeiten und darauf entsprechend reagieren müssen. Die Bordelektronik in den Fahrzeugen wird in nahezu Echtzeit eine enorme Datenmenge erfassen und bearbeiten müssen.
Die Systeme, die fahrerlose Fahrzeuge ermöglichen, werden viele der Funktionen teilen, die die V2X-Kommunikation ermöglichen. Hochgeschwindigkeits-Datenkonnektivität stellt eine Verknüpfung zu Informationen von externen Quellen her. Dies geschieht in einem Konzept namens V2X (Vehicle-to-"X"), in dem X Fußgänger, Radfahrer oder auch Verkehrskontrollen einer "Smart City" sind. Damit wird die Sicherheit autonomer Fahrzeuge gewährleistet, denn potenzielle Gefahren können identifiziert und über die Cloud geteilt werden, sodass andere Fahrzeuge entsprechend reagieren können.
Die Nutzung von cloudbasierten Datendiensten wird von der geringstmöglichen Zeitverzögerung bzw. der Latenz zwischen Erkennung und Entscheidung abhängig sein. Autos werden ihre eigene Intelligenz mitführen müssen, um schnell reagieren zu können. Edge Computing bringt Verarbeitungsleistung nahe an den benötigten Punkt – an die "Grenze" des Netzwerks. Diese Art von bordeigener Intelligenz wird in den Autos von morgen unverzichtbar sein.
Um wirklich Teil der "Smart City" zu werden, werden Autos von einer zuverlässigen Vernetzung mit anderen Geräten abhängig sein. Molex bietet eine Reihe kompakter und leichter Antennenprodukte für eine Vielzahl von Anwendungen an, darunter GPS und 5G. Molex stellt auch hochleistungsfähige RF-Steckverbinder her, die für die Hochgeschwindigkeitskommunikation und Embedded Vision Systeme unverzichtbar sind.
Raue Umgebungen
Trotz der Technologie, die in der nächsten Fahrzeuggeneration eingesetzt werden wird, bleibt die Automobilbranche einer der vielfältigsten und herausforderndsten Bereiche der Welt. Von den eisigen Öden der Arktis bis zur Hitze der Wüste können Fahrzeuge einem breiten Temperaturspektrum ausgesetzt sein. In einigen Klimazonen kann der Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht über 40 °C betragen, weshalb in einer solchen Umgebung jedes Fahrzeug in der Lage sein muss, diesem konstanten Wechsel standzuhalten.
Fahrzeuge erzeugen auch selbst Wärme. Der Verbrennungsmotor und das Abgassystem erzeugen hohe Temperaturen – wie auch die in Elektrofahrzeugen verwendeten Motoren. Autos sind auch Erschütterungen und Schwingungen durch unebene Oberflächen ausgesetzt und sind in der Lage, Schäden durch Wasser und andere Fremdkörper auf der Straße standzuhalten.
Für den Automobilbereich konzipierte Steckverbinder müssen selbst dann robust und zuverlässig sein, wenn sie die hohen Leistungen liefern, die für die nächste Mobilitätsgeneration benötigt werden. Die Steckverbinder-Reihe MX150 bietet in den extremen Bedingungen, denen fahrzeugbasierte Anwendungen ausgesetzt sind, überlegene Leistung. Sie verfügt über eine standardisierte USCAR-Schnittstelle für den Einsatz in Lastkraftwagen und Autodesigns.
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Molex kann eine nachgewiesene Erfolgsbilanz bei der Entwicklung und Konzeption robuster, leistungsstarker Konnektivitätslösungen für raue Bedingungen vorweisen. Mit seiner weltweiten Präsenz und Expertise in einem breiten Spektrum von Disziplinen ist Molex in der Lage, Steckverbindersysteme anzubieten, die die Zuverlässigkeit der Automobilindustrie und die hohe Leistung der modernsten drahtlosen Kommunikationssysteme miteinander verbinden. Molex verfügt über die Technologie, die Lieferkette und die Kundennähe, um für diese spannende Branche ideale Lösungen zur Verfügung zu stellen – egal ob es sich um eine Standardkomponente oder ein kundenspezifisches Design handelt.
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