Connected Car
Die Zukunft des vernetzten Autos
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Neue Antennenkonzepte erforderlich
Eine Herausforderung betrifft dabei die Verbindungen der verschiedenen Steuereinheiten im Fahrzeug (Electronic Control Units, ECU). Momentan werden Signale von der Antenne auf dem Dach eines Fahrzeugs mithilfe von Kabelverbindungen an die Bordelektronik übermittelt. Diese befindet sich oft im Fahrercockpit. Bei der Ausweitung der benutzten Frequenzbänder von derzeit sechs GHz auf bis zu 100 GHz, um die zukünftig notwendigen Datenvolumen übertragen zu können, ist eine Absetzung von der Antenne zur Transceiver Elektronik durch Kabel nicht mehr realisierbar, da das Auto als Bestandteil der vernetzten Welt hohe mobile Datenraten anbieten muss.
Des Weiteren ist eine Verlegung der Kabel aufgrund ihrer geringen Biegsamkeit alles andere als trivial und die große Menge führt zudem zu einer starken Gewichtszunahme im Fahrzeug. Eine Lösung ist es, die Elektronik und damit die Signalverarbeitung möglichst nah an die Antenne zu bringen. Das heißt entweder direkt unter das Dach oder in die Antenne selbst. Ein Problem, das sich hieraus ergibt, sind jedoch die schwankenden Witterungsbedingungen, denen die Elektronik ausgesetzt ist. Sowohl unter dem Dach, als auch in der Antenne selbst herrschen hohe Temperaturen, was der Technologie auf Dauer zusetzt. Nur wenige Hersteller sind in der Lage, Elektronik und Antenne unter solchen Bedingungen zusammenzubringen. Die bereits angesprochene notwendige Ausweitung der Frequenzbänder von derzeit unter sechs GHz auf bis zu 100 GHz, die im Rahmen der Einführung des neuen Mobilfunkstandards 5G stattfinden wird, führt zu weiteren Herausforderungen im Bereich der Antennentechnologie. Es erhöht sich die Dämpfung, was gleichzeitig bedeutet, dass Signale nur noch in geringerem Abstand empfangen werden können. Das führt wiederum zu Problemen mit ungerichteten Antennen, die keine beziehungsweise nur noch eingeschränkt Signale empfangen. Zwar kann die Strecke mit einer gezielten Ausrichtung vergrößert werden, dazu müssen die Anbieter Devices jedoch mit einer Vielzahl an Antennen bestücken. Das ermöglicht es, immer die Antennen zu nutzen, die sich in der Richtung des Senders befinden. Darüber hinaus müssen Roadside Units mit gerichteten Antennen ausgestattet werden, um das Signal an Geräte in vorbeifahrenden Fahrzeugen zu übertragen. An dieser Problematik wird jedoch derzeit in der Industrie gearbeitet.
Eine weitere Herausforderung betrifft Aerodynamik- und Designaspekte, denn immer mehr OEMs wollen das Antennendesign verändern und es flach am Autodach anbringen, beziehungsweise komplett verdeckt einbauen. Das macht aber gleichzeitig eine Anpassung der Struktur der Steuereinheiten notwendig. Eine Möglichkeit zur Umsetzung ist die Konsolidierung in weniger Steuergeräten, beispielsweise die Integration „aller“ Radiofrequenz (RF)-Technologien in einer Unit. Entwickler versprechen sich davon eine Kostensenkung und Komplexitätsreduktion sowie eine Erhöhung der Performance und der Skalierbarkeit. Das vernetzte Auto wird als Bestandteil des IoT neuen Mobilitätskonzepten dienen. Experten erwarten, dass die Anzahl der Privatautos in den kommenden Jahren stark abnehmen wird, da die Kosten für ein Auto sehr hoch sind und die Fahrzeuge gerade in Großstädten mit ständigem Platzmangel und gut ausgebautem öffentlichen Nahverkehr nicht zwingend notwendig sind. Einen Aufschwung könnten dann besonders Konzepte erleben, die eine Reduktion der Ausgaben versprechen und platzsparende Lösungen bieten.
Neue Mobilitätskonzepte führen zu einer Ausweitung der Geschäftsmodelle
Einige dieser Geschäftsmodelle wie Car-Sharing- oder Pay-per-Use-Modelle sind bereits heute erfolgreich und werden in Zukunft aller Voraussicht nach noch weiter an Popularität gewinnen. Auch der umwelttechnische Aspekt wird, gerade in Zeiten von Klimaerwärmung und Problemen mit der Luftverschmutzung, immer relevanter, was neue Lösungen und Infrastrukturmaßnahmen im Bereich der Elektromobilität erfordert. Vor allem in Hinblick auf die Vision des autonomen Fahrens ist der Ausbau der Datenraten entscheidend: Das Auto entwickelt sich immer mehr zum mobilen Lebensraum. Fahrer werden von aktiven Lenkern zu passiven Passagieren, die unterhalten werden und alle wichtigen Aspekte des Lebens aus dem Auto heraus erledigen wollen. Dazu benötigen sie eine gute, stets verfügbare Verbindung. Allgemein gilt, dass die Mobilitätslösungen der Zukunft den Spagat zwischen Flexibilität und Freiheit bei gleichzeitiger Kosten- und Platzreduzierung schaffen müssen. Damit dieses Ziel erreicht werden kann, ist eine Zusammenarbeit mehrerer Gesellschaftsgruppen notwendig: Automobilhersteller, Politiker und Verbände müssen gemeinsam nach Lösungen suchen, damit das Connected Car keine reine Zukunftsvision bleibt.
Guido Dornbusch ist Vice President Product Management bei Laird Technology
- Die Zukunft des vernetzten Autos
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