11 Automobil-Trends für das Jahr 2023

Hier sind die wichtigsten automobilen Trends 2023, die sich rund um ADAS, autonomes Fahren und den Markt im Allgemeinen drehen.

Autos waren in der Vergangenheit stets isoliert von ihrer Umwelt. Die Autos der Zukunft dagegen werden vollständig vernetzt sein – mit Städten, Infrastrukturen und vielen, vielen Daten. Kein Wunder, dass moderne Fahrzeuge und ihre hochentwickelten technologischen Fähigkeiten sowohl für führende Automobilhersteller als auch Technologieunternehmen interessant sind. Da wir bei Avenga an mehreren Initiativen für vernetzte Autos und die Mobilität der Zukunft arbeiten, behalten wir die Automobilindustrie stets genau im Auge. Heute besprechen wir die spannendsten Automobil-Trends des Jahres 2023.

ADAS-bezogene Trends

ADAS-Investitionen

Bei automatisierten Fahrerassistenzsystemen (ADAS) geht es um autonomes Fahren und aktive Sicherheit. Es handelt sich um Mechanismen, die die Leistung des Fahrers in verschiedenen Situationen unterstützen und verbessern sollen. Ein ADAS sieht die Welt mit Hilfe von Radar, Ultraschallgeräten, Lidar und Kameras (Abb. 1). Seine Hauptfunktion kann darin bestehen, den Fahrer mit Informationen zu versorgen, automatisch Maßnahmen zu ergreifen, um Notfälle zu verhindern, oder beides.Abb. 1 Beispiel für eine ADAS-Sensorkonfiguration in einem modernen Fahrzeug

ADAS-Systeme bestehen aus Sensoren, Chips, einer Schnittstelle und einem leistungsstarken Prozessor, der in der Lage ist, große Datenmengen aufzunehmen und zu integrieren. Die Anzahl und Art der spezifischen ADAS-Module kann von Hersteller zu Hersteller variieren. Sie können folgende Funktionen umfassen:

• Automatisierte Lenkung und Selbstfahrfunktionen – Korrektur-, Notfall-, automatische und autonome Lenkung.
• Adaptive Cruise Control (ACC) – hält das Fahrzeug in einem sicheren Abstand und sorgt dafür, dass es die Geschwindigkeitsbegrenzung nicht überschreitet.
• Spurhalteassistent (LDW) – verhindert, dass der Fahrer die richtige Spur verlässt, indem er akustische und visuelle Warnsignale erzeugt.
• Not-Aus-Tools – wecken/alarmieren den Fahrer, wenn er nicht reagiert. Gelingt dies nicht, kann das System das Fahrzeug sicher außerhalb des Verkehrs anhalten und die Warnblinkanlage einschalten.
• Automatische Notbremsung – erkennt potenzielle Kollisionen und betätigt automatisch die Bremsen; kann auch vorbeugende Sicherheitsmaßnahmen ergreifen.
• Toter-Winkel-Überwachung – überwacht mithilfe von Sensoren den toten Winkel und warnt den Fahrer, wenn sich ein Hindernis nähert.

Insgesamt wird erwartet, dass der ADAS-Markt bis Ende des Jahres 64 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Die vielversprechendsten Segmente sind Notruf- und Sicherheitssysteme sowie verschiedene Komfortfunktionen, die jetzt zu hochwertigen Assistenzsystemen ausgebaut werden.

4D-Radare

Die 4D-Radargeräte halten endlich Einzug in die Autos der Verbraucher. BMW hat bereits den 4D-Radar ARS540 von Continental in sein iX-Modell integriert und dem Fahrzeug damit eine einzigartige Sensorleistung verliehen. Feifan, ein innovativer chinesischer Automobilhersteller, hat das ZF 4D-Gerät in sein R7-Fahrzeug eingebaut. Diese neuen Radare bieten eine bis zu 16-fache Auflösungsverbesserung im Vergleich zu den Modellen der vorherigen Generation. Dadurch können sie autonome Funktionen deutlich verbessern und gleichzeitig die Sicherheit und Kontrolle der Fahrzeuge erhöhen.

In der konventionellen Lieferkette setzen die Hersteller jetzt vier Chips in jedes Gerät ein, anstatt nur einen einzigen Radarchip zu verwenden. Dies trägt zu einer wesentlich stabileren und reibungsloseren ADAS-Funktionalität bei.

Neben Continental, SF und anderen Marktführern arbeiten auch viele kleinere Automobilhersteller an ihren neuartigen 4D-Radargeräten. Einige von ihnen berichten, dass sie in der Lage sind, kleinere Transistoren auf ihren Chips zu platzieren, wodurch diese viel leistungsfähiger werden. Uhnder, ein vielversprechendes Startup aus Texas, gibt beispielsweise an, dass es aus einem einzigen Chip mehr Auflösung herausholen kann als Continental oder SF aus vier ihrer Chips. Wir sind gespannt, was im Jahr 2023 mit dieser Technologie geschieht.

Lidar

Lidars machen in der Automobilindustrie schon seit langem von sich reden. Aber bisher waren sie für die meisten Hersteller unerschwinglich. Wir glauben jedoch, dass 2023 das Jahr sein könnte, in dem die Technologie den Punkt erreicht, an dem sie weit verbreitet ist. Lidars sind dafür bekannt, dass sie Radarfunktionen mit einer weitaus höheren Auflösung bieten. Sie sind in der Lage, Winkel und Geschwindigkeiten genau zu messen und ermöglichen es den Fahrzeugen, sehr detaillierte 3D-Karten zu erstellen.Abb. 2 Beispiel dafür, wie Lidar die Welt sieht

In diesem Jahr wird Volvo das Lidar von Luminar in seinen EX90 (ein vollelektrischer SUV) einbauen, während der Audi A8 und einige Mercedes-Modelle mit einem Lidar-Chip von Valeo ausgestattet werden. Die Geräte von Continental und Denso werden in einigen Lexus und Toyotas zu finden sein, und Volkswagen und BMW werden Innoviz-Geräte in ihren neuen Fahrzeugen verwenden. Derzeit ist die Technologie nur in Premiumfahrzeugen verfügbar, aber wir denken, dass sich das bis Ende des Jahres ändern wird.

Level-3-Fahrzeuge

Bedingte Automatisierung bedeutet, dass Autos bestimmte Entscheidungen selbständig treffen können, aber komplexe Situationen immer noch menschliche Eingriffe erfordern (Abb. 3). Bisher gibt es nur wenige Beispiele für Level-3-Autos auf dem Markt; in Japan wurden hundert Exemplare des Honda Legend und in Europa einige dieser Modelle der Mercedes S-Klasse auf den Markt gebracht.Abb. 3 Stufen der Automatisierung

In diesem Jahr könnten fortschrittliche Radar- und Lidar-Systeme zum Mainstream werden. Daher erwarten wir, dass mehr Erstausrüster Fahrzeuge der Stufe 3 entwickeln und mehr Länder sie auf ihren Straßen zulassen werden. Außerdem haben die Vereinten Nationen im letzten Sommer ein Gesetz verabschiedet, das die Geschwindigkeitsbegrenzung für automatisierte Pkw und leichte Nutzfahrzeuge von 60 auf 130 km/h erhöht, so dass die Automobilhersteller wahrscheinlich die Stau-Piloten (die nur langsam und auf einer Spur fahren) aufgeben und Highway-Piloten einsetzen werden, die alle fortschrittlichen Lidar-Funktionen nutzen können. Im Allgemeinen wird bis 2025 eines von fünf Fahrzeugen der Stufe 3 automatisiert sein.

Eingebettete Computer-Vision-Systeme

Dank der gestiegenen Rechenleistung der Chips können eingebettete Fahrzeug-Computer-Vision-Systeme jetzt Bilddaten mit hoher und niedriger Auflösung in hoher Geschwindigkeit verarbeiten. Infolgedessen werden fortschrittliche Multikamera-Vision-Plattformen für eine Vielzahl von Aufgaben eingesetzt, darunter 360°-Umgebungsansicht, Straßenranderkennung, Insassenüberwachung, Fahrspurpositionierung, Rückfahrkamera usw.

OEMs nutzen zunehmend verbesserte Hardware und ausgefeilte ML-Modelle, um die Leistung von Umgebungserkennungsalgorithmen zu steigern, die Objekte über verschiedene Arten von Sensoren erkennen und die Genauigkeit der Wahrnehmungssoftware verbessern. Fortgeschrittene Fähigkeiten zur Analyse visueller Daten können auch verschiedene ADAS- und autonome Fahrfunktionen ergänzen. So kann beispielsweise KI, die am Rande des Fahrzeugs arbeitet, schnell Erkenntnisse in ein ADAS integrieren und die entsprechenden Befehle erteilen, um ein sicheres Fahren zu gewährleisten.

Da Unternehmen wie Arm, Ambarella und andere bereits aktiv an der Entwicklung und Verfeinerung von Bildsignalprozessoren für eingebettete Automotive-Vision-Systeme arbeiten, gehen wir davon aus, dass in naher Zukunft mehr Automobilhersteller CV-Funktionen in ihre Fahrzeuge einbauen werden. Außerdem werden bald neue Technologien und (SoC-)Angebote für verschiedene ADAS- und allgemeine Automobilanwendungen auf den Markt kommen.

Allgemeine Trends in der Automobilindustrie

5G und C-V2X

5G ist ein neuer Netzverbindungsstandard, der die Funktionalität von intelligenten Fahrzeugen verändern und erheblich erweitern kann. Insbesondere kann er massive Auswirkungen auf Multimedia-, Infotainment- und automatisierte Fahrfunktionen haben, die eine fortschrittliche Mobilität der Zukunft ermöglichen werden.

Dieser Verbindungsstandard bringt uns einer Welt näher, in der Fahrzeuge vollständig in die städtische Infrastruktur eingebunden sind, miteinander kommunizieren können, mit Ampeln verbunden sind und sogar „wissen“, was in einem bestimmten Moment um die Ecke kommt. Würden Regierungen heute 5G und C-V2X gesetzlich vorschreiben, könnten sie laut dem Verkehrsforschungsinstitut der Universität Michigan etwa 8,1 Millionen Autounfälle und 44 Tausend Todesfälle verhindern.

Allerdings hat 5G mit WiFi einen Konkurrenten. Letzteres ist bereits eine ausgereifte Technologie und kann in Bezug auf die Latenzzeit potenziell mit 5G konkurrieren. Allerdings ist sie weniger sicher und hat eine weitaus geringere Reichweite.

Die 5G-C-V2X-Kombination wird jetzt von einer Handelsgruppe unterstützt, der Dutzende der weltweit bekanntesten Automobilhersteller (Audi, BMW, Ford, Jaguar usw.) und Chiphersteller (Intel, Huawei, Ericson) angehören. Im Jahr 2023 wird sie sicherlich noch mehr Zulauf finden.

Software-Orientierung

Da die Automobilindustrie versucht, ihre mechanischen Komponenten, veralteten Prozesse und Betriebsmodelle zu ändern, werden die Automobilhersteller ihre Zusammenarbeit mit Softwareanbietern ausbauen und mehr Softwareingenieure einstellen. Viele OEMs sind immer noch stark hardwareorientiert, aber das ändert sich schnell, da die Kunden zunehmend fortschrittliche Softwarefunktionen in ihren Autos wünschen.

Auch die Entwicklung hin zu modernen elektronischen Architekturen muss berücksichtigt werden. Ingenieure versuchen, verteilte funktionsspezifische Steuergeräte (ECUs) durch stärker standardisierte und zentralisierte, mit der Cloud verbundene Fahrzeugcomputer zu ersetzen.

Die Einbindung standardisierter integrierter Plattformen kann die Stabilität der Komponenten erhöhen, so dass Over-the-Air-Updates möglich werden und die Hersteller die Möglichkeit haben, ihre Produkte zu verbessern, ohne teure Rückrufaktionen durchführen zu müssen. Außerdem können OEMs auf diese Weise an jedem Punkt des Produktionsprozesses Anwendungen entwickeln und integrieren.

Ein typisches Nutzfahrzeug umfasst derzeit etwa 100 Millionen Codezeilen, während beispielsweise eine Boeing 787 nur etwa 14 Millionen Zeilen umfasst. Daher stehen OEMs natürlich vor überwältigenden Herausforderungen, wenn sie versuchen, komplexe eingebettete Systeme selbst zu entwickeln. Und im Jahr 2023 werden sie noch hartnäckiger versuchen, alle Lücken im technologischen Know-how zu schließen.

Zulieferer integrierter Systeme für die Automobilindustrie und reine Softwarefirmen in der Branche

Die Nachfrage nach Dienstleistungen von Softwareanbietern wird in diesem Jahr steigen, da zuverlässige Technologiepartner OEMs dabei unterstützen können, betriebliche Softwareentwicklungswerkzeuge an die Bedürfnisse der Automobilindustrie anzupassen und die Prozesseffizienz in einem agilen Umfeld zu steigern. Vor allem aber werden Technologieunternehmen weiterhin ihre traditionelle Rolle spielen und die Automobilhersteller dabei unterstützen, ihre Kompetenzen zu diversifizieren, die Entwicklung von Plattformen voranzutreiben, die Ressourcen für Aufgaben mit geringem Mehrwert zu reduzieren und den Kunden schnell neue Funktionen zur Verfügung zu stellen, um so einen Marktvorsprung zu erzielen bzw. aufrechtzuerhalten.

Auch die Automobilkonzerne werden alle Arten von Unterstützung benötigen, um sich im Jahr 2023 zu datengesteuerten Unternehmen weiter zu entwickeln. Technologiepartner können sie in die Lage versetzen, sowohl gering- als auch höherwertige strategische Fähigkeiten aufzubauen und ein ausreichendes Maß an Technologieintegration zu erreichen. Beispiele dafür sind die Partnerschaft von Ford mit ArgoAI, die Übernahme des Telematikunternehmens WirelessCar durch Volkswagen und zahlreiche Fälle, in denen kleinere Hersteller und OEMs ein gründliches Technologie-Scouting betreiben. Dieser Automotive-Trend ist nicht wirklich neu, aber er wird auch nicht verschwinden.

Autonome Lastwagen

Seit der Lkw von TuSimple erfolgreich eine 80 Meilen lange Fahrt auf offener Straße ohne menschliches Zutun bewältigt hat, sind autonome Lkw einer der aufregendsten Trends in der Automobilbranche. Das Marktsegment der autonomen und teilautonomen Lkw wird bis 2030 ein Volumen von 1.550 Millionen Dollar erreichen. Die wichtigsten Wachstumstreiber sind der zunehmende Fahrermangel und der massiv wachsende E-Commerce-Sektor, der durch den Einsatz dieser Technologie erhebliche Einsparungen bei den Transport- und Lieferkosten erzielen wird.

Wir sind bereits an einem Punkt angelangt, an dem der Einsatzbereich für diese Lkw realisierbar ist und mit den derzeitigen Möglichkeiten der autonomen Technologie in Reichweite liegt. Wir erwarten daher, dass bald die ersten Ankündigungen für fahrerlose Routen erscheinen werden.

Power Electronics

In den letzten Jahren haben große und kleine Unternehmen daran gearbeitet, die Kapazität und Reichweite ihrer Akkus in DC-DC-Wandlern, Wechselrichtern und Onboard-Ladegeräten zu verbessern. Dieser Automotive-Trend wird sich im Jahr 2023 noch verstärken.

GM, Renault und Hyundai haben bereits angekündigt, dass sie auf Fahrzeugplattformen mit 800 V (oder mehr) mit Siliziumkarbid-MOSFET umsteigen werden, und es wird erwartet, dass weitere Automobilhersteller diesem Beispiel folgen werden. Es ist jedoch zu beachten, dass eine höhere Dichte, höhere Betriebstemperaturen und Schaltfrequenzen robustere Leistungsmodule erfordern. Wenn die Halbleiter leistungsfähiger werden, erwarten wir daher, dass sich Kupferdrahtverbindungen und doppelseitige Kühlungsdesigns schnell durchsetzen werden, da sie eine schnelle Anwendung von 800-V-Plattformen und SiV-Invertern ermöglichen können. Idtechex prognostiziert bis 2030 einen Anstieg der 800V-Fahrzeugplattformen um mindestens 10 %.

Elektromotoren

Ein weiterer Punkt, auf den man sich in diesem Jahr freuen kann, sind die neuen Designs von Elektromotoren, die ihre Leistungsdichte und ihr Drehmoment drastisch erhöhen können. Wir haben bereits gesehen, dass mehrere OEMs Axialflussmotoren anstelle von Seltenen Erden einsetzen, und wir gehen davon aus, dass sich in naher Zukunft weitere Hersteller der Automobilindustrie diesem Trend anschließen werden.

Ein höheres Leistungsdrehmoment steigert die Leistungsdynamik und die Effizienz des Antriebszyklus. Um dies zu erreichen, werden auf dem Markt für Elektrofahrzeuge Permanentmagnete, gewickelte Motoren und Induktionsmotoren eingesetzt, da diese am kostengünstigsten zu sein scheinen. Verschiedene Berichte deuten darauf hin, dass Permanentmagnete auch in diesem Jahr die erste Wahl sein werden, aber auch magnetfreie Varianten werden aufgrund ihrer noch niedrigeren Produktionskosten und ihrer Nachhaltigkeit auf den Markt kommen. Wir behalten diesen Trend genau im Auge, und das sollte auch jeder Akteur im Automobilbereich.

Abschließende Worte

Die Automobilindustrie ist sehr dynamisch und zuweilen unberechenbar. Heutzutage, wo sich OEMs auf Mobilität und Nachhaltigkeit fokussieren (was in der Vergangenheit nicht immer der Fall war), wandelt sich die Branche in einem noch nie dagewesenen Tempo. Das zeigen die Automotive-Trends für 2023 deutlich.

Als erfahrener Tech-Partner unterstützt Avenga sowohl Automobilhersteller als auch Technologieunternehmen, sich auf dem turbulenten Automobilmarkt zurechtzufinden, entwickelt und implementiert umfassende Innovationsstrategien und entwickelt maßgeschneiderte Softwarelösungen zur Unterstützung ihrer Initiativen.

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