Die verborgenen Innovationen, die
E-Fahrzeuge voranbringen

Elektrofahrzeuge sind für frühe Anwender keine Nischenoption mehr – sie sind die Zukunft der Mobilität.  

E-Fahrzeuge sind bereits jetzt eines der am schnellsten wachsenden Segmente auf dem Automobilmarkt, und der weltweite Absatz hat sich 2021 verdoppelt^[1]. Dieses rasante Wachstum wird sich wahrscheinlich fortsetzen, da Regierungen und Autohersteller sich ehrgeizige Ziele setzen, damit E-Fahrzeuge in den nächsten 10 bis 15 Jahren 40 %, 50 % oder sogar 100 % der Neuwagenverkäufe ausmachen.

Die grundlegende Technologie von E-Fahrzeugen hat sich bereits bewährt. Die Innovationen, die die EV-Revolution vorantreiben, sind jetzt nuancierter und konzentrieren sich auf die Senkung der Kosten und die Steigerung der Fertigungseffizienz, während sie gleichzeitig die Leistung weiter verbessern. Zu den Prioritäten gehören die Verkürzung der Ladezeiten und die Verbesserung der Batterie- und Motorkapazitäten, um die Anforderungen der Fahrer an Drehmoment, Geschwindigkeit, Reichweite und Zuverlässigkeit zu erfüllen. Diese Herausforderungen erfordern ein Verständnis der elektrischen Architektur eines Fahrzeugs, um die Bewegung der Elektronen von der Ladestation zum Batteriepack und von der Batterie zum Motor sowie für jedes andere elektrische System zu optimieren.

TE Connectivity arbeitet seit mehr als zwei Jahrzehnten mit Automobilherstellern zusammen, um elektrische Komponenten zu entwickeln, die den Anforderungen des sich entwickelnden Marktes für E-Fahrzeuge in einzigartiger Weise gerecht werden. Da die EV-Designs jedes Herstellers einzigartig sind, haben wir einen Ansatz entwickelt, der es uns ermöglicht, bei Bedarf maßgeschneiderte EV-Lösungen zu liefern und gleichzeitig die branchenweiten Ziele für höhere Leistung und niedrigere Kosten zu verfolgen. Das tun wir, damit der EV-Markt sein volles Potenzial ausschöpfen kann.

Kürzere Ladezeiten sind ein entscheidender Faktor für eine breitere Akzeptanz von Elektrofahrzeugen, was die Entwicklung von Hochvolt- und Hochstrom-Ladeinfrastrukturen vorantreibt. Die Ingenieure von TE haben eine Hochleistungsladedose auf den Markt gebracht, der 350 Kilowatt Strom bei 500 Ampere transportieren kann. Derzeit arbeiten wir an einer Ultra-Hochleistungs-Gleichstrom-Ladedose, die eine Leistung von 640 Kilowatt liefern kann. Damit lässt sich eine Batterie für eine Strecke von etwa 320 km in etwa 10 Minuten aufladen. Schnelleres und sichereres Laden bedeutet, dass der Fahrer weniger Zeit mit Warten an der Ladestation verbringen muss.

Die Herausforderung für die Entwickler von E-Fahrzeugen besteht darin, sicherzustellen, dass ihre Fahrzeuge den Herausforderungen des ultraschnellen Ladens gewachsen sind. Alle Komponenten – von der Ladedose bis zu den Steckverbindern, der Verkabelung und den Batterieschaltern – müssen für die höheren Temperaturen ausgelegt sein, die beim Hochvolt‑Schnellladen entstehen. Jeder EV-Hersteller hat seine bevorzugten Techniken für das Wärmemanagement. TE bietet daher Komponenten für passive und aktive Kühlsysteme an, die eine flüssigkeitsbasierte Kühlung und hochentwickelte Temperaturüberwachungstechnologien umfassen. 

Die Nachfrage nach Schnellladevorgängen erhöht auch die Wahrscheinlichkeit, dass die Ladedosen verschleißen – insbesondere bei öffentlichen Ladestationen, die oftmals Salz, Schmutz und anderen Abriebmitteln ausgesetzt sind. Die Signalschwächung der elektrischen Anschlüsse kann zu einer geringeren Effizienz der Energieübertragung und damit zu längeren Ladezeiten führen. Als Reaktion darauf haben sich die Ingenieure von TE auf einen oft übersehenen Teil der Ladegleichung für E-Fahrzeuge konzentriert: die metallische Beschichtungstechnologie. 

Die neue TENDUR Oberflächenbeschichtungstechnologie von TE für Ladedosen von Elektrofahrzeugen verwendet eine innovative Kombination aus Silber und Graphit, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine Schmierung durch eingebettete Graphitpartikel bietet. Diese hochmoderne Kontaktbeschichtung bietet eine hervorragende Abriebfestigkeit und ermöglicht eine kontinuierliche Hochleistungsaufladung während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs. TENDUR hält bis zu 50.000 Ladezyklen stand, ohne an Leistung zu verlieren – das ist das Fünffache der Lebensdauer von 10.000 Zyklen eines Standard-Ladeanschlusses mit herkömmlicher Beschichtung. 

Die Batterieleistung ist ein entscheidender Faktor für die weitere Verbreitung von E-Fahrzeugen. Fahrzeugbesitzer wollen die Reichweite zwischen den Ladevorgängen maximieren und sicherstellen, dass ihre Batterien so lange wie möglich halten, bevor sie ausgetauscht werden müssen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, bedarf es einer weiteren Innovationsebene, die von den Autofahrern meist unerkannt bleibt. 

Die Langlebigkeit der Batterie hängt von mehreren Teilsystemen und Komponenten im Fahrzeug ab. Um eine längere Lebensdauer zu gewährleisten, muss eine Batterie während des normalen Fahrzeugbetriebs sicher ein- und ausgeschaltet werden können und vor anormalen Bedingungen, die sie beschädigen können, geschützt sein. Die Hochvoltschütze von TE sind ein wesentlicher Bestandteil dieses Sicherheitssystems, da sie im Falle eines Kurzschlusses oder einer übermäßigen Strombelastung die Möglichkeit bieten, zwischen den Batterien umzuschalten oder die Batterie ganz abzuschalten. Außerdem kann die Kombination dieser Schütze mit niederohmigen Anschlüssen zur Vermeidung von Leistungsverlusten und einem Batteriemanagementsystem, das eine Überhitzung des Batteriesatzes verhindert, dazu beitragen, dass die Batterien während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs betriebsbereit bleiben. 

Während die Hersteller von Elektrofahrzeugen um die Entwicklung leistungsfähigerer und effizienterer Fahrzeuge ringen, müssen sie sich auf einen weiteren wichtigen Aspekt für EV‑Fahrer konzentrieren: Die ökologische Nachhaltigkeit. Bedenken hinsichtlich des Wasser- und Energieverbrauchs und der umfangreichen Verwendung von Metallen bei der Herstellung von E-Fahrzeugen setzen die Hersteller unter Druck, ganzheitlich über die Nachhaltigkeit der E-Fahrzeugindustrie nachzudenken. 

TE trägt mit Innovationen wie unserer GreenSilver-Kontaktoberflächentechnologie für Hochvolt-EV-Steckverbinder seinen Teil zu diesen Bemühungen bei. Durch das selektive Aufbringen von Silber auf begrenzte Bereiche der Verbindungsoberfläche verbraucht GreenSilver weniger Edelmetall als herkömmliche Steckverbinder, bietet aber dennoch dieselbe elektrische Leistung und verbesserte Vibrations- und Hitzetoleranz, die für EV-Antriebsstränge erforderlich ist. Darüber hinaus verwendet das firmeneigene, nicht-galvanische Trockenbeschichtungsverfahren keine gefährlichen Materialien und erzielt eine Reduzierung der CO2-Emissionen um 35 % und eine Reduzierung des Frischwasserverbrauchs während der Produktion um 99 %.

Die wachsende Nachfrage nach E-Fahrzeugen bedeutet auch, dass die Hersteller keine Zeit mehr haben, neue Modelle auf den Markt zu bringen. Die Entwicklung von Luxusfahrzeugen bis hin zu Lastkraftwagen und Einsteigermodellen kann kleine Anpassungen in der elektrischen Architektur erfordern. Aus diesem Grund entwirft TE seine Elektromobilitätslösungen als Plattform, die bei Bedarf innerhalb derselben Standarddesignvorlage angepasst werden kann. Der Entwicklungsprozess wird so beschleunigt. Wir bieten auch Produktsimulationstechnologien an, mit denen Kunden potenzielle Produkte unter verschiedenen Bedingungen virtuell prüfen und bewerten können. So kann sichergestellt werden, dass die Designs effizient und zuverlässig sind, bevor sie in Produktion gehen. 

Die Aufrechterhaltung dieses Innovationstempos ist eine wesentliche Voraussetzung dafür, dass die EV-Industrie einen Massenmarkt erreichen kann. TE hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Hersteller dabei zu unterstützen, die Fortschritte in Bezug auf Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit zu erzielen, die erforderlich sind, um das Zeitalter des Elektrofahrzeugs vollständig zu verwirklichen.