Trends und Herausforderungen Verbindungstechnik in der Automobilindustrie

Keine Lieferengpässe dank Augmented Reality: Der Leoni-Mitarbeiter vor Ort verbindet sich in einigen Werken schon heute live mit dem Maschinenspezialisten eines Standortes weltweit.

Trends wie die Elektrifizierung von Fahrzeugen und andere alternative Antriebstechniken stellen hohe Anforderungen an Steckverbinder- und Kabelsysteme. Wie gehen Hersteller damit um?

Mit dem Trend hin zum autonomen Fahren seien leistungsfähige ADAS-Systeme, schnelle Kommunikationsnetzwerke und Steuerungen nötig, die in Echtzeit reagieren müssen, sagt Michael Singer, Marketingleiter bei Erni. »Die Datenraten für Steckverbinder steigen dadurch. Mit Steckverbindern im Raster von 1,27 mm bzw. 0,8 mm werden Datenraten bis zu 3 GBit/s erreicht.«  
Das stellt auch an Leitungen und Kabelsätze besondere Anforderungen: Weil sich Datenprotokolle und Sonderleitungen nur aufwendig manuell produzieren lassen, vernetzt Leoni zum Beispiel bereits Maschinen in Produktionswerken, nutzt virtuelle Realität und setzt kollaborierende Roboter für die Fertigung von Kabelsätzen ein. Das Unternehmen ist sich sicher, dass sich die automatische Fertigung von Datenleitungen zum Standard entwickeln wird.

Durch neue Einbauorte im Auto erhöhen sich außerdem die Umweltanforderungen an Stecksysteme: Die Stecksysteme müssen wetter-, stoß- und temperaturfest und gleichzeitig ausfallsicher sein und die Datenintegrität für fahrrelevante Systeme gewährleisten. TE Connectivity arbeitet bereits an Steckverbindern, die höhere Datenraten übertragen und gleichzeitig weniger Bauraum brauchen. Durch die Übernahme von Hirschmann Car Communication Ende Juni erhofft sich TE Connectivity, sein Produktportfolio und die integrierten Systeme für vernetztes und autonomes Fahren weiter auszubauen. Ohne sichere, zukunftweisende und skalierbare Verbindungssysteme werde der Wandel zum Auto als Teil des Internet of Things nicht gelingen, so die Experten von TE.

Datenübertragung per Ethernet
 
Bei den Netzwerktechniken hat Ethernet weiterhin die Nase vorne: Um durchgehend und systemübergreifend zu vernetzen, sieht man bei TE mittelfristig keine ernstzunehmende Alternative zu Ethernet. Auch Delphi will gemeinsam mit RF-Spezialist Rosenberger die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung in Ethernet-Netzwerken forcieren. »Wir wollen neue Standards im Fahrzeug setzen. Die strategische Partnerschaft mit Delphi wird die Standardisierung vor allem im Bereich der Boardnetze voranbringen«, ist Gregor Reiner, Leiter der Automotive-Gruppe bei Rosenberger, überzeugt.

In eine ähnliche Richtung zielt Delphis Minderheitsbeteiligung am israelischen Start-up Valens: Valens hat mit HDBaseT eine Technik entwickelt, um noch schneller Signale zu verbreiten und zu verarbeiten. Sie sorgt in stationären Datennetzen bereits seit einigen Jahren für mehr Bandbreite und soll Delphi zufolge die Vernetzung der Fahrzeuge zukünftig entscheidend voranbringen.

Erni dagegen fokussiert sich auf Kernanwendungen wie Frontlichter und Batteriemanagement: »Bei den Frontlichtern geht der Trend klar zu LEDs«, so Michael Singer. »Steckverbindersysteme müssen in den Fahrzeugen dafür sorgen, dass die Baugruppe einwandfrei bei jeder Wetter- und Straßenlage funktioniert.« Bei den engen Platzverhältnissen in Frontscheinwerfern können Temperaturen bis 150 °C entstehen – Steckverbinder müssen deshalb stecksicher sein und brauchen robuste Verriegelungen und SMD-Lötstellen.

Elektro- und Hybridfahrzeuge
 
Ab 2019 soll jedes neue Modell von Volvo einen Elektromotor haben. Auch andere Automobilhersteller wie BMW und VW setzen auf E-Mobilität. Für Singer ist klar: »Mittelfristig wird kein Weg an Elektro- und Hybridfahrzeugen vorbeiführen.« Sie benötigen leichte, kompakte und leistungsfähige Antriebe, wobei Batteriemanagementsysteme (BMS) und Leistungselektronik ihm zufolge die Schlüsselrolle spielen: »Die Anforderungen an das BMS sind rasant gewachsen – vor allem bei Elektro- und Hybridfahrzeugen. Grundsätzlich gilt es, den Durchgangswiderstand am Ladeeingang gering zu halten. Daher sind Steckverbinder gefragt, die einen möglichst niedrigen Durchgangswiderstand haben, der auch bei steigenden Temperaturen konstant bleibt.« Erreichen ließe sich dies durch ein geeignetes Kontakt-Design.