Werkstoffe, Antriebstechnik, Vernetzung

Trends in der Automobilbranche

In welchen Forschungsfeldern der Automobilindustrie gibt es in den
nächsten zwölf Monaten die größte Weiterentwicklung?

In den 80er Jahren galt die Zentralverriegelung in Fahrzeugen noch als Komfortfunktion – heute gehört sie zum Standard. Die aktuellen Fahrzeugmodelle sind leichter, verbrauchsärmer und bieten dem Fahrer viel mehr Unterstützung als noch vor wenigen Jahren. Aber wie wird es weitergehen? Sind große Fortschritte im Bereich der Werkstoffe, Antriebstechnik und Vernetzung noch möglich?

Dr. Wolfgang_Frech

Bild: VDI Wissensforum GmbH

Dr. Wolfgang Frech ist Mitglied der Geschäftsleitung und Abteilungsleiter für Fahrzeugindustrie und Energie bei der VDI Wissensforum GmbH. Seit Jahren verfolgt er die Trends und Entwicklungen in der Automobilbranche, um gezielt aktuelle Themen in der Weiterbildung anzubieten „In Zukunft wird es noch viele Fortschritte in der Automobilbranche geben“, erklärt Frech. Als Themenpate des VDI Themenradars Automobil im August hat er die Frage nach den größten Weiterentwicklungen in den nächsten zwölf Monaten in den verschiedenen Forschungsfeldern der Automobilindustrie begleitet. Ob es im Bereich der Werkstoffe, Antriebstechnik oder Vernetzung das meiste Potenzial gibt, beantwortete neben der Öffentlichkeit auch Frech.

Werkstoffe
Im Bereich der Werkstoffe versuchen Hersteller die Fahrzeuge noch leichter zu gestalten, um die gesetzlichen Ziele der CO2-Reduktion zu erreichen. Allerdings darf die Sicherheit dabei nicht vernachlässigt werden. Ein weiterer wichtiger Aspekt sind die Werkstoffverfügbarkeit sowie das Recycling und die Möglichkeiten der Wiederverwertung. Die im Fahrzeug verwendeten Werkstoffe müssen nicht nur in den Stoffkreislauf zurückgeführt werden können, sondern sie sollen auch zu einem möglichst hohen Anteil selbst aus recyceltem Material bestehen. Neue Herausforderungen entstehen durch die Multimaterialbauweise, die sich zunehmend im Fahrzeugbau durchsetzt. Bei der Entscheidung für eine bestimmte Bauweise ist vor allem die Wirtschaftlichkeit ausschlaggebend. Beispielsweise lassen sich Faserverbundwerkstoffe nur schwer recyceln, da das Ausgangsmaterial immer minderwertiger ist. „Die notwendigen Verarbeitungsverfahren werden in den nächsten zwölf Monaten weiterentwickelt“, erklärt Frech. „Neue Werkstoffklassen werden allerdings nicht auf den Markt kommen.“ Entscheidend bei der Werkstoffwahl ist, dass sie sich auch im industriellen Prozess verarbeiten lassen, damit eine Serienproduktion möglich ist.

Antriebstechnik
Auch bei der Antriebstechnik spielt, wie bei den Werkstoffen, die CO2-Reduktion eine entscheidende Rolle. Hierbei sind die Weiterentwicklungen der unterschiedlichen Antriebssysteme separat zu betrachten. „Verbrennungsmotoren bieten immer noch ein sehr großes Potenzial, die CO2- und Schadstoffemissionen weiter zu reduzieren“, sagt Frech. In den kommenden zwölf Monaten wird vor allem am Downsizing weiter gearbeitet, um unter anderem eine geringere Zylinderzahl zu erreichen. Das langfristige Ziel ist, einen kleinen Motor mit gleicher Leistung zu verwenden, um den Verbrauch signifikant zu senken. Als Technologien liegen unter anderem Hochdruckeinspritzungen, neue Brennverfahren, mehrstufige Aufladungen und Zylinderdeaktivierung im Trend. Zudem bietet die Optimierung der mechanischen Komponenten des Motors Potenzial in den Bereichen Leichtbau, variable Nebenaggregate, vollvariabler Ventiltrieb und durch Reibungsoptimierung.
Bei den Hybridantrieben wird die Suche nach dem richtigen Konzept für den jeweiligen Anwendungsfall weitergehen. „In den nächsten zwölf Monaten wird es keine großen Entwicklungsfortschritte geben“, so Frech. „Dafür ist der Zeitraum einfach zu kurz.“ Die Weiterentwicklungen im Bereich der reinen Elektroantriebe sind sehr stark von der Kapazität der Batterien abhängig. Diese müsste um das Fünffache erhöht werden, um die Reichweite des Verbrennungsmotors zu erreichen und damit Konkurrenzfähig zu sein.

Bild: Thomas Ernsting / LAIFDaimler_Innenraum_Test_Frau_Gehirnstrommessung

Foto: Thomas Ernsting / LAIF

Vernetzung
In ein paar Jahren wird das vernetzte Fahrzeug auf die Straße kommen und mit Internet-Technologien ausgestattet sein. Es wird permanent mit dem Internet, seiner Umgebung und anderen Fahrzeugen verbunden sein. „Vieles ist machbar, aber Vieles wurde auch noch nicht ausprobiert“, erklärt Frech. Die zunehmende Vernetzung ist eine grundlegende Voraussetzung für moderne Verkehrsinfrastrukturen – zum Beispiel in der Elektromobilität. Auch das Fahrzeuginnenleben werden die neuen Möglichkeiten nachhaltig verändern. Die Lösung für Übersichtlichkeit und Beherrschbarkeit der Informationsvielfalt sind komfortable und intuitiv erfassbare Schnittstellen zwischen Mensch und Technik „Momentan ist es noch eine Vision, die noch auf die Straße gebracht werden muss“, so Frech. Nach aktuellem Stand, werde es noch etwa zehn Jahre dauern, bis signifikante Entwicklungen in der Vernetzung tatsächlich in den Straßenverkehr kommen. Vor allem bei dem stark politisch getriebenen Thema der Datensicherheit gibt es noch viel Diskussionsbedarf. Die rechtlichen Rahmenbedingungen müssen definiert sein, bevor die Technik Einzug erhält. „Die Vernetzung bringt die meisten ungelösten Fragen mit sich“, so Frech. „Daher gehe ich davon aus, dass hier in den nächsten zwölf Monaten am meisten passieren wird.“

Größtes Fortschrittspotential bei der Vernetzung
Die Umfrage des VDI Themenradar Automobil hat ergeben, dass 77,9 Prozent der Befragten der Meinung sind, dass es in dem Bereich der Vernetzung in den nächsten zwölf Monaten die größten Fortschritte geben wird. Dagegen sehen nur 15,6 Prozent die größte Entwicklung in der Antriebtechnik. Am wenigsten überzeugt von weiteren Entwicklungen sind die Teilnehmer der Umfrage im Bereich der Werkstoffe, nämlich nur 6,5 Prozent. „Mich überrascht das Ergebnis nicht“, erklärt Frech. „Auch ich sehe in der Vernetzung das größte Weiterentwicklungspotenzial in den nächsten zwölf Monaten. In den Bereichen der Werkstoff- und Antriebstechnik gab es in den letzten Jahren schon große Fortschritte. Die Vernetzung steht noch relativ weit am Anfang der Entwicklung, da es noch viele Aspekte zu klären gibt. Vor allem ist der Umgang mit der Datensicherheit ein ausschlaggebender Faktor.“

Die aktuelle Umfrage des VDI Themenradar Automobil im September befasst sich mit Leichtbau und ist unter anderem auf www.vdi.de/autokat zu finden.

Jennifer_RittermeierAutorin: Jennifer Rittermeier
Position im VDI: Referentin PR/Öffentlichkeitsarbeit bei der VDI Wissensforum GmbH
Aufgabe im VDI: Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

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