Von Holger Holzer/SP-X
Schwer, komplex und teuer – das elektrische Bordnetz im Auto stößt schon heute an seine Grenzen. Den Anforderungen des autonomen Fahrens ist es wohl überhaupt nicht mehr gewachsen. Zulieferer Aptiv will daher das Kabelknäuel entwirren und eine ganz neue Bordnetz-Architektur etablieren. Präsentiert wird die Technik erstmals Anfang 2020 auf der Elektronikmesse CES in Las Vegas (7. bis 10. Januar).
Grundidee der "Smart Vehicle Architecture": Eine Handvoll leistungsfähiger Zentralrechner ersetzen die zurzeit rund 120 elektronischen Steuergeräte im modernen Auto. Das spart massiv Kabellänge – und damit Kosten, Gewicht und Bauraum. Rund vier Kilometer Metalldraht sind in aktuellen Autos verlegt, Teile davon bis zu acht Meter lang, verbunden mit verschiedenen Clips, Steckern und Hülsen. Die Kabelbäume sind längst so groß und komplex, dass sie in den Automobilwerken kaum mehr handhabbar sind. Produziert und montiert werden sie zum Großteil in Handarbeit, da sie für gängige Roboter viel zu unhandlich sind. Das kostet Geld, selbst wenn die Herstellung meist in Billiglohnländern in Afrika oder Osteuropa erfolgt. Dazu kommt ein weiteres Problem: Das kaum mehr zu überblickende Kabelgewirr beherbergt viele Fehlerquellen, sowohl in der Fertigung als auch in der Montage.
Was schon heute mindestens ein Ärgernis ist, wird in naher Zukunft zum echten Problem. Denn mit der Einführung immer neuer autonomer Fahrfunktionen würde die Kabelmenge extrem anwachsen. Weil in einem sicheren Roboterauto viele wichtige Funktionen redundant, also ausfallsicher, ausgelegt werden müssen, verdoppelt sich die Größe des Bordnetzes auf rund acht Kilometer reine Kabellänge.
Daten werden zentralisiert
Aptiv setzt daher auf Zentralisierung. Anstatt eine Vielzahl einzelner Steuergeräte miteinander zu verkabeln und für jeden neuen Sensor neue Kabel zu ziehen, setzt der Zulieferer auf einige wenige Zentralrechner, bei denen die Informationen zusammenlaufen und verarbeitet werden. Die Intelligenz wandert von Kamera, Radareinheit und Co. in Richtung Hauptrechner ab, wo künstliche Intelligenz die Informationen auswerten soll. Verbunden werden Prozessoren, Sensoren und Aktuatoren durch leichte und platzsparende Flachleiter, eine Art 2D-Variante der heute verwendeten Kabel. Kommen im Laufe der Jahre weitere Elektronikelemente hinzu, lassen sie sich mit relativ geringem Aufwand in die modulare Struktur integrieren.
In Zukunft werden wohl alle Autos solche zentralisierten Bordnetze mit einer besonders leistungsfähigen Computereinheit im Mittelpunkt haben. Erste Modelle mit frühen Ausprägungen des neuartigen Ansatzes kommen bereits 2020 auf die Straße. So hat etwa VW beim ID.3 bereits die Zahl der Steuergeräte von über 100 auf drei bis fünf reduziert. In spätestens drei Jahren soll auch die Aptiv-Technik auf der Straße sein. Bei welchem Hersteller und in welchem Modell sie Premiere feiert, verrät der Zulieferer noch nicht.