Warum die Auswahl von EV-Kabeln bei der Herstellung von Elektrofahrzeugen wichtig ist
Die Branche der Elektrofahrzeuge (EV) hat in den letzten Jahren eine rasante Entwicklung erlebt.
Im Jahr 2023 wurden 14,2 Millionen neue Elektrofahrzeuge ausgeliefert, was einem Anstieg von 35 % gegenüber 2022 entspricht. Im Vergleich dazu stiegen die Light-Vehicle-Verkäufe von 2022 auf 2023 nur um 11 %.
Die Einführung von Fahrzeugen mit reinem Elektro- oder Hybridantrieb wird den Ölverbrauch erheblich senken, die Treibhausgasemissionen verringern, die Umwelt schützen und den Verbrauchern eine kostengünstige Produktauswahl bieten.
Die Fortschritte in der EV-Industrie fördern nicht nur den Aufschwung der Automobilindustrie, sondern treiben auch den technologischen Fortschritt und die Entwicklung in vielen verwandten Bereichen voran, wie z. B. künstliche Intelligenz, Halbleiterchip-Herstellung, Informationskommunikation, Datenspeicherung und -verarbeitung.
Da der Markt für Elektrofahrzeuge weiterhin erhebliche Fortschritte macht, werden sich immer mehr Kunden für Elektrofahrzeuge entscheiden.
Doch mit der rasanten Entwicklung von Elektrofahrzeugen geht auch etwas Wichtiges einher, das man nicht übersehen sollte: die Bedeutung der Auswahl und Anwendung von EV-Kabeln.
Das Innere eines Elektrofahrzeugs
Das interne System eines Elektrofahrzeugs besteht aus drei Modulen:
- Eine Recheneinheit, die den Prozessor und die Rechenplattform zur Unterstützung der Mensch-Maschine-Interaktion und der Routenplanung enthält.
- Sensoren zur Überwachung von Sicht, Geschwindigkeit und Umweltfaktoren in Verbindung mit Satellitenortungssystemen und Laser-/Millimeterwellen-Radar zur Bereitstellung von Daten für Recheneinheiten
- Kabelbaum und Kabelsteuerungssystem bestehend aus verschiedenen Versorgungs-, Steuer- und Kommunikationskabeln zur Übertragung von Strom, Signalen und Daten zur Unterstützung der Fahrsteuerung und der Multimedia-Unterhaltung
Da Steuergeräte und Sensoren das Gehirn und das Gesicht von Elektrofahrzeugen sind, liegt ihre Bedeutung auf der Hand und wird von Verbrauchern und Fachleuten in der Automobilbranche oft in den Vordergrund gestellt. Wenn es jedoch um Kabelbäume und Kabelsteuerungssysteme geht, werden diese Systeme möglicherweise nicht so gut verstanden – und vielleicht sogar als Möglichkeit zur Senkung der Produktionskosten angesehen.
Aber das ist ein gefährlicher Irrglaube.
3 EV-Anwendungen, bei denen es auf die Kabelqualität ankommt
Als Nervensystem des Elektrofahrzeugs – das Übertragungsmedium zwischen Datenerfassung und -verarbeitung – sind Kabelbäume und Kabelsteuerungssysteme in Elektrofahrzeugen im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen insbesondere in diesen drei Bereichen von entscheidender Bedeutung.
1. Signalübertragung
Bei Fahrzeugen, die mit konventionellem Kraftstoff betrieben werden, erfolgt die Datenübertragung über Kommunikationskabel für Funk, Rückfahrradar oder Rückfahrkamera. Diese Merkmale haben keinen entscheidenden Einfluss auf das Fahrverhalten oder die Sicherheit des Fahrzeugs. Selbst wenn Kabel beschädigt, durchtrennt oder schlecht entstört sind, beschränken sich die Folgen oft auf fehlende Funksignale oder verschwommene Rückwärtsbilder.
Bei Elektrofahrzeugen haben jedoch die Anzahl und Bedeutung von Kommunikationskabeln stark zugenommen. Für den Anschluss verschiedener Sensoren wie Radar, Ortungsantennen und Kameras werden mehrere HF-Koaxialkabel oder Ethernet-Kabel verlegt, um die Sensoren zu verbinden und Echtzeitdaten an die Recheneinheit zu liefern.
Wenn die Zuverlässigkeit der Signalübertragung dieser EV-Kabel nicht gewährleistet ist, führt das Fehlen von Echtzeit-Positionierung, Routenplanung und sogar Entfernungs- und Hinderniserkennung zu Unfällen, die tödliche Folgen haben können. Daher sind strenge Standards für die Spezifikationen von EV-Kabeln erforderlich, einschließlich Materialauswahl, Produktqualität und elektrischer Leistung.
2. Stromversorgung
Bei Fahrzeugen mit herkömmlichem Kraftstoff ist in der Regel entweder eine 12-V- oder eine 24-V-Batterie installiert, um den Fahrzeugmotor sowie Beleuchtung, Klimaanlage und Multimediasysteme mit Strom zu versorgen.
Daher werden in der Regel Niederspannungskabel verwendet, deren Qualitäts- und Zuverlässigkeitsanforderungen nicht so hoch sind. Bei Elektrofahrzeugen ist Strom die zentrale Energiequelle. Mit der Nachfrage der Verbraucher nach längeren Fahrten mit einer einzelnen Aufladung sind die Spannungsanforderungen an das EV-Batteriepaket und den Motor deutlich gestiegen. Heute sind 800 V und 1000 V Mainstream-Konfigurationen, und 1200 V werden bald zum Einsatz kommen. Die Möglichkeit von Kurzschlüssen und Selbstentzündungen von Fahrzeugen, die durch Qualitätsprobleme bei EV-Kabeln verursacht werden, hat ebenfalls erheblich zugenommen.
Daher sind die Anforderungen an Spannungsfestigkeit, Strombelastbarkeit, Wärmeableitung und Stabilität von elektrischen Leitungen in Elektrofahrzeugen wesentlich höher als in Fahrzeugen mit konventionellen Kraftstoffen.
3. Fahrkontrolle
Fahrzeuge mit herkömmlichem Kraftstoff verwenden hydraulische und mechanische Übertragungsmodi und benötigen kein Kabelsteuerungssystem. In zukünftigen Elektrofahrzeugen wird das drahtgebundene Steuerungssystem hauptsächlich aus einem Drive-by-Wire-, Brake-by-Wire- und Steer-by-Wire-System bestehen und die traditionellen mechanischen Verbindungen und hydraulischen/pneumatischen Hilfseinrichtungen ersetzen.
Die Entwicklung der Seilzugtechnik, insbesondere die Weiterentwicklung der Radnabenmotoren, wird zu bahnbrechenden Leistungsverbesserungen führen:
- Die Bremsreaktionszeit wird schneller, indem sie von 100 Millisekunden der mechanischen Bremse auf 10 Millisekunden der Motorbremse reduziert wird. Gleichzeitig wird die Regelgenauigkeit höher sein, was die Sicherheitsleistung von Elektrofahrzeugen erheblich verbessert.
- Die Struktur wird einfach und kompakt sein. Durch die Verwendung flexibler Kabel anstelle starrer Übertragungskomponenten kann der Innenraum um 20 % vergrößert werden, um mehr Batteriepacks unterzubringen, während gleichzeitig die Komplexität der internen Konstruktion und der Verschleiß starrer Komponenten verringert werden, was zu Einsparungen bei den Herstellungs- und Nutzungskosten führt.
- Der Wirkungsgrad der Übertragung wird höher sein und die Kombination aus Motor und flexiblem Kabel ersetzt die mechanische Übertragungswelle, wodurch die Reibungsverluste zwischen den mechanischen Komponenten erheblich reduziert werden. Die Betriebseffizienz wird um etwa 10 % gesteigert, wodurch Elektrofahrzeuge eine Reichweite pro Aufladung von über 1.000 km erreichen können.
Auf EV-Kabellösungen von Belden ist Verlass
Mit der zunehmenden Elektrifizierung und Intelligenz der Automobile steigt auch die Bedeutung von Kabeln als Medium für die Übertragung von Signalen, Daten und Energie. Die Wahl leistungsstarker EV-Kabelprodukte wird die Leistung und Sicherheit von Elektrofahrzeugen erheblich verbessern.
Als anerkannter Kabelexperte verfügt Belden über 120 Jahre Erfahrung in der Entwicklung und Produktion von Kabeln und hat Kabellösungen für viele namhafte nationale und internationale Automobilhersteller geliefert.
Wenn Sie Hilfe bei der Auswahl von EV-Kabeln für Ihren Fertigungsprozess benötigen, können wir Ihnen helfen.
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Über den Autor
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Mike kam 2018 als Alpha Wire APAC Marketing Manager zu Belden und wurde 2020 Mitglied des Belden APAC Marketingteams. Davor war er 8 Jahre lang Marketingleiter des ECS-Geschäftsbereichs bei Molex und kennt sich bestens mit Kabelprodukten aus.