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Elektronik automot ive 17 E-Mobilität Dr Frédéric Holzmann ist Head of Customer EE Architectures Product Innovation bei Leoni Bordnetz-Systeme GmbH in Kitzingen Bild 4 Schon in wenigen Jahren sollen Kabel und Konnektoren für vielfältige Architekturvarianten zur Verfügung stehen Bild Rosenberger Türen Scheinwerfern oder im Motorraum zum Einsatz kommen Beispielsweise müssen die Kabel beim Öffnen und Schließen von Türen eine optimale Biegefähigkeit aufweisen da sonst die Biegemechanik und Leitergeometrie die Bandbreite ungewollt beeinflussen könnten Aber auch vermeintlich nebensächliche Aspekte wie die Befestigung per Kabelbinder können den Druck auf die Kabel erhöhen und so ihre mechanischen und elektromagnetischen Eigenschaften beeinflussen Kupfer hat Zukunft Die Forderung nach Rückwärtskompatibilität bedeutet dass Leoni weiterhin auf das Übertragungsmedium Kupfer und bei den Übertragungsprotokollen auf eine neutrale Lösung setzt auch wenn in der Branche eine Präferenz in Richtung Ethernet zu verzeichnen ist Der Werkstoff Kupfer zählt keineswegs zum »alten Eisen« im Gegenteil Mit ihm lassen sich Bandbreiten von weit mehr als 50 Gbit s realisieren und er schneidet bei Nachhaltigkeitsanalysen gut ab Beispielsweise besteht beim Kupferwerkstoff CU-ETP1 bis zu 30 Prozent des Gesamtmaterials aus zurückgewonnenem Kupfer der Werkstoff wird damit in die Recyclingklasse Aeingestuft Außerdem bereitet Kupfer – anders als Aluminium oder Lichtwellenleiter – keinen hohen Aufwand bei der Rückwärtskompatibilität Beispielsweise müssten bei Verwendung von Aluminiumleitungen die Parameter von Elektronikkomponenten wie zum Beispiel Wafern aufwendig mit den Werkstoffeigenschaften des Aluminiums abgestimmt werden Eine solche Neuabstimmung eines Wafers kann leicht einen zweistelligen Millionenbetrag in Euro kosten Vor diesem hohen Aufwand dürften die Halbleiterhersteller wohl zurückschrecken Bei den Eigenschaftstests der Kabel haben sich hingegen noch keine eindeutigen Präferenzen herausgebildet Verständlicherweise würden die Anwender aus Kostengründen ungeschirmte Kabel bevorzugen die außerdem gut automatisiert zu konfektionieren und zu verlegen sind Dem stehen allerdings noch ungelöste Fragen gegenüber Während die entwickelten Kabelund Steckervarianten bei vielen elektrischen Phänomenen unproblematische Eigenschaften zeigen bedarf es bei der elektromagnetischen Verträglichkeit im realen Fahrzeug sowie bei einigen mechanischen Eigenschaften noch tiefergehender Forschung und Tests Aus heutiger Sicht könnte in den nächsten Jahren folgendes Szenario entstehen Sind nur kurze Strecken zu verbinden und ist ein hoher Automatisierungsgrad gefragt wären Shielded-Twisted-Pair-Shielded-Differential-Pairoder Shielded-Parallel-Pair-Kabel praktikable Lösungen Shielded-Twisted-Pair-Kabel entwickeln schon nach drei bis vier Meter Kabellänge eine unzulässig hohe Signaldämpfung bei bestimmten Frequenzspektren Shielded-Parallel-Pair-Kabel schneiden in dieser Hinsicht etwas besser ab Bei hohen Performance-Anforderungen und großen Kabellängen etwa im Lkw wären Koaxialkabel in Erwägung zu ziehen Sie sind aber mit höheren Kosten verbunden und können nur separat verlegt werden Nochmals andere Anforderungen – insbesondere an die Schirmung der Datenkabel und Konnektoren – stellen Elektrofahrzeuge mit ihren Betriebsspannungen von aktuell 400 oder 800 V Die letztendlich gewählte Kabelvariante wird von der konkreten Längenausdehnung und weiteren Einsatzparametern abhängen In künftigen Datenbordnetzen sind also durchaus verschiedene Kabelvarianten zu erwarten Wichtig ist den Projektverantwortlichen bei Leoni und Rosenberger dass die automatisierte Konfektion der Kabel und Stecker sowie die automatisierte Montage bei der neuen Breitband-Ethernet-Netzwerkgeneration gebührend berücksichtigt ist Serien-Roadmap definiert Eventuell ab 2025 könnten die ersten Konnektoren und Kabel aus der Entwicklungskooperation Leoni–Rosenberger in Serienprojekten eingesetzt werden Bis dahin müssen parallel erst einmal die begleitenden ISO-Normen definiert sein damit die Chipset-Hersteller ihre Produkte entsprechend designen können Realistisch scheint dass die von Leoni und Rosenberger auf den Weg gebrachten Konnektoren und Kabel ab 2027 28 eine gewichtige Rolle spielen könnten wenn die zweite Generation von Zonenarchitekturen in Serie gehen wird Leoni jedenfalls hat im Projekt sein Knowhow zum Architekturentwurf deutlich erweitert sodass man zusammen mit den Kunden maßgeschneiderte Zonenarchitekturen mit hoher Bandbreite für die Bedürfnisse von morgen entwerfen kann ih