Erweiterte Automobil-Hardware-Komponenten treiben Fahrzeugleistungsinnovationen voran

[Global, Oktober 2023] -- Da die globale Automobilindustrie ihre Transformation in Richtung Elektrifizierung, Intelligenz und Nachhaltigkeit beschleunigt, werden Durchbrüche in der neuen Generation von Hardware-Technologie zum Kernmotor für die Verbesserung der Fahrzeugleistung. Von leichten Materialien bis zu hochgenauen Sensoren, von effizienten Antrieben bis zu intelligenten Fahrgestellen, definieren Automhersteller und Lieferanten durch Hardware-Innovation neue Grenzen der Fahrerfahrung.

Leichtbau und Materialrevolution: Doppelupgrade in Leistung und Energieeffizienz

Die weitverbreitete Nutzung von Kohlefaser-Kunststoffen, hochfesten Aluminiumlegierungen und Magnesiumlegierungen ermöglicht es Fahrzeugen, das Gewicht um 20%-30% zu reduzieren, während die strukturelle Steifigkeit erhalten bleibt. Der neueste reine Elektrosportwagen von Porsche, der Taycan GT, verfügt über ein vollständiges Kohlefaserdach, was das Gewicht des Fahrzeugs im Vergleich zur vorherigen Generation um 15 % reduziert und die Reichweite um 8 % erhöht; während der "ultra-harte 30X kaltgewalzte Edelstahl"-Rahmen des Tesla Cybertruck durch Materialinnovation sowohl Leichtbau als auch kugelsichere Stoßwiderstand berücksichtigt. Branchenberichte zeigen, dass der Marktwert von Leichtbaumaterialien bis 2027 US$ 120 Milliarden überschreiten wird, mit einem jährlichen mittleren Wachstumsrate von 9,3 %.

Antriebsentwicklung: der „Leistungsstreit“ zwischen Verbrennungsmotoren und Elektroantrieben

Im Bereich der Verbrennungsmotoren erhöht Bosch's neuestes System für die direkte Wasserstoffkraftstoffspritzung die thermische Effizienz auf 44 %. In Kombination mit der Variablen-Turbo-Ladetechnologie (VGT) steigt die Leistung von Lastwagen, die mit diesem System ausgestattet sind, um 18 % und die Kohlendioxidemissionen verringern sich um 30 %. Auf der Elektrifizierungsspur haben Siliciumkarbid-(SiC-)Leistungsmodule den Fokus erhalten: BYD's „e-Plattform 3.0“ steigert durch SiC-Umrichter die Motoreffizienz auf 97,5 % und erreicht mit einer 800-V-Hochspannungsplattform einen Durchbruch von 150 Kilometern Fahrstrecke nach einer Ladung von 5 Minuten. Gleichzeitig zeigt die gemessenen Daten von Toyotas Feststoffbatterie, dass deren Energiedichte die von traditionellen Lithiumbatterien um das 2,5-Fache übertrifft und der Massenproduktionsprozess zwei Jahre früher als geplant eintritt.

Intelligentes Fahrgestell und Drahtregelsystem: Neubestimmung der Kontrollgrenzen

Das von Continental vorgestellte "nächste-Generationen-Druckdosen-System" hebt die mechanische Verbindung auf, und das Lenkverhältnis kann in Echtzeit dynamisch angepasst werden. In Kombination mit dem 500-mal-pro-Sekunde-Straßenabtasten des aktiven Fahrgestells kann das Fahrzeug nahtlos zwischen Spurmodus und Komfortmodus wechseln. Das elektronische Differentialsperresystem im Mercedes-Benz AMG E Performance Hybrid-Supersportwagen kann innerhalb von 10 Millisekunden Torque Vectoring durchführen, was die Kurvenfahrgeschwindigkeit um 12 % erhöht. Branchenkenner wiesen darauf hin, dass die Reife der Druckdosen-Technologie den Weg für das L4-autonome Fahren geebnet hat – das Cadillac Celestiq 2024 bietet vollständige Unterstützung für OTA-Updates der Fahrwerkshardware.

„Armsrennen“ zwischen Sensoren und Rechenhardware

Der NVIDIA DRIVE Thor-Chip integriert autonome Fahrfunktionen, Kabineninteraktion und Fahrzeugsteuerung mit einer Rechenleistung von 2.000 TOPS und unterstützt 18 Kameras zur gleichzeitigen Verarbeitung von 8K-Video; währenddessen steigert der Mobileye EyeQ6 die Energieeffizienz durch einen 5-Nanometer-Prozess um das Dreifache. Hardware-Upgrades fördern direkt die Implementierung von Funktionen: Das städtische NGP-System des Xiaopeng G9 basiert auf 12 Ultraschallradaren, 5 Millimeterwellenradaren und doppelten Lidar-Sensoren, wobei die Entscheidungsverzögerung unter komplexen Straßenbedingungen auf weniger als 80 Millisekunden reduziert wird. Die Marktforschungsagentur Yole prognostiziert, dass der Marktwert von Automobil-Lidar bis 2025 über 6,2 Mrd. USD liegen wird.

Branchenausblick

"Hardware-Innovation durchbricht die traditionelle Leistungsdecke," sagte der Leiter des Automobilgeschäfts von Roland Berger, einem weltweit renommierten Beratungsunternehmen. "Wenn SiC-Elektroantrieb, Feststoffbatterien und zentrale Rechenarchitektur zu einer technischen Resonanz führen, wird die kommenden fünf Jahre Elektrofahrzeuge mit 2-Sekunden-Beschleunigung von 0 auf 100 km/h und einer Reichweite von über 1.000 Kilometern zum Mainstream werden." Mit der Präsentation mehrerer Konzeptfahrzeuge auf der IAA in München und der CES hat diese hardwaregetriebene Leistungsrevolution den Sprung vom Labor auf den Verbrauchermarkt geschafft und schreibt neue Regeln für mobile Fortbewegung.