Elektroautos als Innovationsmotor

Elektrofahrzeuge nehmen auf dem Automobilmarkt kräftig Fahrt auf. Hohe Wachstumsraten bei den Neuzulassungen sorgen mit ihrer Dynamik bereits dafür, dass auch die Kabel- und Drahtbranche in immer modernere Technologie investiert.  Allein in Europa hat sich der Verkauf von Elektrofahrzeugen seit 2019 fast verdreifacht, berichtet der „Alix Partners Global Automotive Outlook 2021“. Zudem ergibt die Alix Partners Analyse, „dass die Investitionen in Elektromobilität bis 2025 weitaus stärker steigen als noch im letzten Jahr erwartet“ – weltweit um plus 41 %, in Europa um plus 52 %. Neben dem ökologischen Aspekt dürfte auch die Förderung der Umstellung auf Elektromobilität durch Regierungen eine wichtige Rolle spielen. 14 EU-Länder und China planen bis spätestens 2035, den Verkauf von Verbrennern zu verbieten, betont der „Alix Partners Global Automotive Outlook 2021“.

Diese Entwicklung wird sich auch auf die Zulieferer auswirken. So muss die Kabel-, Draht- und Rohrbranche muss beachten, dass etwa die Abgas- und Kraftstoffanlage, der Verbrennungsmotor und das Niedervoltbordnetz beim weniger komplexen Elektroantrieb entfallen. Dennoch sind die Aussichten lukrativ. Auf dem Einkaufszettel der Autohersteller stehen im Zuge der Elektromobilität mehr und höherwertige Kabel. Im Ladekabel von der Ladesäule zum Fahrzeugsystem und vom Ladeanschluss zur Batterie wird die Komponente benötigt. Leitungen transportieren den Strom über den Inverter zum Elektromotor. Die Innenverkabelung versorgt weitere Hochvolt-Komponenten, wie Klimakompressoren oder elektrische Heizung und Kühlung mit Energie. Es werden leistungsfähige Drähte und Kabel benötigt, damit Fahrzeuge nicht ins Stottern geraten. Die Produktion von Hochvoltkabeln wird sich bei ihrem weiteren Wachstum aber kaum ohne weitere Automatisierung und ohne Spezialmaschinen profitabel gestalten können.

„Das Marktpotential ist gewaltig“, betont auch Wafios. Daher beschleunigt das Unternehmen, das Maschinen für die draht- und rohrverarbeitende Industrie sowie für die Kaltmassivumformung entwickelt, konstruiert und fertigt, die Transformation im Bereich moderner Antriebe durch die Investition in Höhe von zehn Millionen Euro in einen neuen E-Mobilitäts-Campus im ehemaligen Reutlinger Südwerk. Im 1.800 m² großen Campus werden künftig die Aktivitäten von Wafios zur Elektromobilität gebündelt. „Die Maschinenentwicklung, das Kundenzentrum bis hin zur Fertigung von Prototypen- und Musterteilen sowie die Inbetriebnahme von Kundenmaschinen befinden sich im Campus künftig unter einem Dach“, betont das Unternehmen.

Darüber hinaus hat sich Wafios zur Zusammenarbeit mit dem Maschinenbauer Gehring entschlossen, „um gemeinsam der weltweiten Automobilindustrie komplette Turnkey-Fertigungslinien für Hairpin-Statoren anzubieten“, erläutert Wafios. Dabei werden die Erfahrung von Gehring bei der Auslegung von Anlagen für die automobile Serienfertigung und die Wafios-Technologie im Bereich der Richttechnologie und Drahtumformung, die insbesondere für die Fertigung der Hairpins sehr wichtig ist, verbunden. Das schnelle Tempo der Großserien-Produktion, bei der im Takt unter einer Minute E-Motoren entstehen, sei eine hohe Herausforderung für die Statorfertigung und seine sehr komplexen Drahtbiegeprozesse. Durch die Kooperation könnten „effiziente, prozessfähige und zukunftssichere Gesamtlösungen“ angeboten werden. Es gehe um die Überführung vorhandener Technologie in die Massenproduktion und auch die Verbesserung des Wirkungsgrades der Elektromotoren.

Auch Trumpf erfährt die Elektromobilität als wachstumsfördernden Impulsgeber. Eine zentrale Rolle spielt hierbei ein Laser, dessen Entwicklung der Laserspezialist im Zuge seiner E-Mobility-Strategie forciert hat und der sich laut Unternehmen als sehr geeignet für das Schweißen von Kupfer erweist. Kupfer gelte als der wichtigste Werkstoff zur Leitung von Strom und sei aus einem Elektroauto nicht wegzudenken. Mit dem neuen Laser lasse sich Kupfer für die Hochleistungselektronik von E-Autos effizient schweißen. „Der Wandel hin zur Elektromobilität bietet große Chancen für die deutsche Industrie“, betont Christian Schmitz, Geschäftsführer für den Bereich Lasertechnik bei Trumpf. Das Unternehmen erwartet durch den Wandel der Automobilindustrie weiteres Wachstum für sein eigenes Geschäft.

Der Durchbruch der E-Mobilität führt zu einem schnell steigenden Bedarf an Hochvolt-Kabeln. Bordnetzhersteller suchen nach Möglichkeiten, „diese komplexen, mehradrigen und mit zusätzlichen Abschirmungen versehenen Kabel automatisiert zu verarbeiten“, erklärt DiIT, ein Hersteller von Softwarelösungen für Manufacturing Execution, KSK-Fertigung und Logistik. Dabei spiele neben dem Durchsatz auch die automatische Qualitätskontrolle eine wichtige Rolle. Daher nehme die Standardisierung von Schnittstellen „endlich Fahrt auf“. Grundsätzlich würden die Hersteller von Maschinen für die Kabelverarbeitung nach wie vor eigene Schnittstellen-Spezifikationen definieren. „Die Integration der Maschinen in ein MES-System ist deshalb in den meisten Fällen mit erheblichem Aufwand verbunden.“ Die Zeiten proprietärer Schnittstellen müssten auch in der kabelverarbeitenden Industrie endgültig vorbei sein. Deshalb habe sich Ende 2021 ein VDMA-Arbeitskreis mit dem Ziel konstituiert, auf Basis des Industriestandards OPC/UA einen Branchenstandard zu entwickeln.

Viele Bordnetzhersteller arbeiten bereits mit Digitalen Zwillingen. Sie kommen auf fast jeder Stufe des Engineerings- und Herstellungsprozesses zum Einsatz. „Was dabei bislang allerdings fehlt, ist Durchgängigkeit. Jede Stufe nutzt einen eigenen, von den anderen unabhängigen Digitalen Zwilling“, erläutert DiIT. Um eine durchgängige Rückverfolgung und Qualitätssicherung zu ermöglichen, müsse das Informationsmodell eines Bordnetzes aber über sämtliche Stufen hinweg anwendbar sein – vom Engineering über Einbau und idealerweise sogar bis zum Einsatz des Bordnetzes im Fahrzeug. „Im Forschungscampus Arena 2036, einer Innovationsplattform für die Mobilität und Produktion der Zukunft, haben sich nun namhafte Fahrzeughersteller, Kabelkonfektionäre, Maschinenhersteller, Softwarehäuser und andere Unternehmen zusammengetan, um durchgängige Digitale Zwillinge voranzubringen.“

Die Änderungen, die mit der Umstellung von der Verbrennungs- auf die Elektrofahrzeugtechnologie einhergehen, sind also grundlegend und betreffen Produkte und Prozesse. Auch „Kompetenzen wie Blasformen, Rohrextrusion und Zerspanungstechnik verlieren an Bedeutung, während Prozesse wie Wickelverfahren und Umformtechniken für Teile aus Aluminium und Magnesium gewinnen“, erläutert der VDA „Verband der Automobilindustrie“. Um weiter auf der Erfolgsspur zu fahren, muss die Draht- und Kabelbranche daher flexibel in die passende Richtung lenken. Als internationaler Treffpunkt dieser Industrien öffnen wire und Tube vom 20. bis 24. Juni 2022 ihre Tore in Düsseldorf.