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Die Revolution der E-Mobilität: Herausforderungen und Wege zur Umsetzung

Die Zukunft der Mobilität ist elektrisch. Von autonomen Autos bis hin zu E-Bikes, E-Trucks, E-Scootern und allem, was dazwischen liegt, bewegt sich die Automobilindustrie immer schneller weg von fossilen Brennstoffen und hin zu einer rein elektrischen Zukunft. Doch auf dem Weg dorthin gibt es noch viele Hindernisse, und die Herausforderungen sind so vielfältig wie die Fahrzeuge selbst.

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Die Revolution der E-Mobilität: Herausforderungen und Wege zur Umsetzung

Die Zukunft der Mobilität ist elektrisch. Von autonomen Autos bis hin zu E-Bikes, E-Trucks, E-Scootern und allem, was dazwischen liegt, bewegt sich die Automobilindustrie immer schneller weg von fossilen Brennstoffen und hin zu einer rein elektrischen Zukunft. Doch auf dem Weg dorthin gibt es noch viele Hindernisse, und die Herausforderungen sind so vielfältig wie die Fahrzeuge selbst.

Lavinia Aparaschivei
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Volle Ladung voraus!

It may be hard to imagine now, but one day the streets of cities will be almost silent again when the quiet hum of electric cars replaces the roar of loud engines.This complete switch to e-mobility is already taking place.

By 2023, electric cars (both fully electric and plug-in hybrids) will account for a quarter of all sales worldwide. Norway led the pack with a whopping 93%. If you’ve noticed lately that every car advert is promoting an electric vehicle, there’s a good reason for that. Sales are skyrocketing, especially in China and the EU. Global sales of electric vehicles, including buses and trucks, are expected to reach 17 million by the end of 2024.

Just think of all the other types of personal electric vehicles, from scooters of all shapes and sizes, bikes and motorcycles, bicycles and unicycles, skateboards, riding lawn mowers, and more. It’s clear what path we’re on, especially as many of today’s automakers are announcing they’ll be moving to all-electric vehicles in the coming years.

But we are not quite there yet. The technical, cultural and political challenges on the way to a fossil-free future are many. Not only for the original equipment manufacturers (OEMs), but for a wide range of players. Software developers, national infrastructures, energy suppliers and even the ordinary consumer all have a role to play and hurdles to overcome to create this electric future.

So what are some of the biggest challenges?Let’s start at a high level before diving deeper into some of the issues facing OEMs in particular.

Die Technologie muss noch auf den neuesten Stand gebracht werden

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The futuristic interior of your new electric car and the huge screen on the dashboard may impress you, but there’s one big problem you’ll rarely see. The car’s battery. While battery range is getting longer (especially on the top models), electric vehicles generally don’t go as far on a single charge as a gasoline-powered car.Improving the energy density of batteries and optimizing vehicle efficiency are constant challengesto increase the range of electric vehicles. Additionally, charging an electric vehicle can take much longer than filling a gas tank.

And if that wasn’t enough, temperature can have a significant impact on an electric vehicle’s performance. Electric vehicles work best in moderate temperatures, but if it’s too hot or too cold, their performance will be compromised. Range will decrease, charging times will increase, and the battery may have trouble achieving adequate acceleration. Also, consider that you’re probably using your heater or air conditioning at the same time. While thermal management systems and battery preconditioning features are being developed to mitigate this problem, a potential breakthrough lies in solid-state batteries, which are lighter, safer, and more powerful, can be charged in minutes, and significantly extend driving distances.

Another positive aspect is that they will likely use other materials (from salt to ceramics) to replace lithium, which is harmful to the environment and (since it is used in almost all batteries today) is in short supply. Speaking of which, the supply chain for key components of electric vehicles, such as batteries and rare earth metals,is neither fully developed nor sustainable. Für die langfristige Lebensfähigkeit der E-Mobilität ist eine stabile und ethisch vertretbare Versorgung mit diesen Materialien unerlässlich.

Wir werden die Electric Avenue rocken

Jetzt, wo der Song von Eddie Grant für den Rest des Tages in Ihrem Kopf festsitzt, lohnt es sich, eine weitere große Herausforderung zu erwähnen. Die Infrastruktur. Derzeit gibt es einfach nicht genügend Ladestationen für Elektrofahrzeuge, vor allem für Langstreckenfahrten. Das kann bei den Fahrern zu “Reichweitenangst” führen, weil sie befürchten, dass ihnen der Saft ausgeht, bevor sie eine Ladestation gefunden haben.

Es gibt jedoch deutliche Anzeichen dafür, dass sich diese Situation weltweit verbessert: Allein im Jahr 2022 wurden 600.000 Ladepunkte und 330.000 Schnellladestationen installiert, aber das reicht immer noch nicht aus, um die wachsende Zahl von Elektrofahrzeugen auf dem Markt zu versorgen. Wie die Internationale Energieagentur (IEA) feststellte, liegt das Verhältnis von Elektrofahrzeugen pro Ladegerät in den USA bei 24 und in Norwegen bei 30 – das kann nur zunehmen, wenn nicht mehr Ladestationen installiert werden und/oder Alternativen wie der Austausch von Batterien nicht weit verbreitet sind. Viele der Ladestationen sind auch nicht universell einsetzbar, da die verschiedenen Elektromarken unterschiedliche Standards verwenden (in der Regel für Schnellladungen) und die Fahrer unter Umständen eine spezielle App benötigen, um überhaupt Zugang zur Station zu erhalten.

Darüber hinaus ist es wahrscheinlich, dass viele nationale Infrastrukturen aufgerüstet werden müssen, um die erhöhte Nachfrage nach Strom zu bewältigen.

Zwar wird nicht jeder Weg elektrisch sein, aber die Menschen werden viel mehr “On-the-Go”-Ladestationen sehen müssen, die ein außergewöhnliches Erlebnis bieten, bevor sie ihr benzinbetriebenes Fahrzeug gegen ein E-Fahrzeug eintauschen.

Die Menschen müssen das Gefühl haben, selbst das Steuer in der Hand zu haben

Damit die Elektromobilität wirklich durchstarten kann, muss sie nicht nur das Portemonnaie, sondern auch die Herzen und Köpfe der Menschen gewinnen. Die Menschen müssen sich beim Umstieg auf Elektrofahrzeuge wohlfühlen und zuversichtlich sein, und das bedeutet, dass eine Reihe von Bedenken ausgeräumt werden müssen. Es geht auch darum, dass die Menschen etwas loslassen, an das sie gewöhnt sind – das Geräusch eines herkömmlichen Autos, die Art, wie es sich fährt, das manuelle Schalten, die gesamte sensorische Erfahrung. Denken Sie an Rennstrecken. Können Sie sich eine Rennstrecke mit superschnellen Autos vorstellen, aber ohne Sound? Aber keine Sorge, die Menschen entwickeln bereits Lösungen für diesen Mangel an Lärm.

Aber die “Reichweitenangst” wird ein echtes Hindernis für die Akzeptanz sein. Die Verbraucher müssen sich darauf verlassen können, dass sie einen Ausflug machen oder ihren täglichen Weg zurücklegen können, ohne sich Sorgen zu machen, dass ihnen der Strom ausgeht. In Städten und städtischen Gebieten ist das nicht so wichtig. Man weiß, dass man zu Hause oder im Büro an die Steckdose gehen kann, und es wird sicherlich mehr Ladestationen geben, aber wenn man auf den langen, leeren Autobahnen unterwegs ist, macht sich die Angst breit. Ob rational oder nicht, die Angst ist da.

e-Mobility made easy use case

Die Einführung von E-Mobilität wird zum Kinderspiel

Wir haben es für einen der führenden deutschen Stromversorger getan. Indem wir reale Szenarien simulierten, testeten wir, ob es beim Ladevorgang Probleme gibt. Das Ergebnis?

Lesen Sie unsere Fallstudie für mehr

Die durchschnittliche Reichweite eines E-Fahrzeugs liegt zwar bei 349 Kilometern (im Winter können sie auch gut 30 % davon einbüßen – was in der Werbung verschwiegen wird), aber das ist immer noch weit weniger als bei einem Diesel- oder Benzinmotor, wobei manche Fahrzeuge mit einer Tankfüllung über 1.100 Kilometer weit kommen. Kleinere E-Autos mit kleineren Batterien können insgesamt eine deutlich geringere Reichweite haben.

Selbst wenn Sie zuversichtlich sind, dass Sie die Strecke schaffen können, gibt es immer noch Kostenüberlegungen. Der anfängliche Anschaffungspreis von Elektrofahrzeugen ist immer noch höher als der von benzinbetriebenen Autos, vor allem wegen der Batteriekosten. Auch wenn die Preise sinken, ist das Erreichen der Kostenparität mit herkömmlichen Fahrzeugen entscheidend für eine breitere Akzeptanz durch die Verbraucher.

Die Macht der Politik und der Wahrnehmung

Mehrere externe Faktoren können das Verbraucherverhalten ebenfalls beeinflussen und den Übergang zu Elektrofahrzeugen beschleunigen:

  • Regulierungen: Staatliche Maßnahmen, die von der Nutzung fossiler Brennstoffe abhalten und Anreize für Elektrofahrzeuge schaffen, können eine wichtige Rolle bei der Verbreitung von Elektrofahrzeugen spielen. Beispiele hierfür sind strengere Emissionsstandards, Steuererleichterungen für den Kauf von Elektrofahrzeugen und Investitionen in die Ladeinfrastruktur (wie die von der EU vorgeschlagene Verordnung über die Infrastruktur für alternative Kraftstoffe).
  • Langfristige Kosteneinsparungen: Auch wenn die Anschaffungskosten höher sind, bieten Elektrofahrzeuge im Vergleich zu Benzinern niedrigere Betriebskosten für Strom. Wenn man die potenziellen Einsparungen bei den Benzinpreisen und der Wartung mit einbezieht, können Elektrofahrzeuge mit der Zeit zu einer attraktiveren Option werden.
  • Umweltverträglichkeit: Die Verbraucher achten zunehmend auf Nachhaltigkeit. Die Umweltvorteile von Elektrofahrzeugen, von reduzierten Emissionen bis hin zu sauberer Luft, sind ein wichtiges Verkaufsargument.
  • Der Ripple-Effekt: Je mehr Elektrofahrzeuge auf den Straßen unterwegs sind, desto mehr wird sich die Wahrnehmung der Elektromobilität verändern. Wenn man sieht, dass Freunde, Nachbarn und Unternehmen Elektrofahrzeuge nutzen, kann das die Technologie normalisieren und zu einer attraktiveren Wahl machen.

Aber das ist nur das große Bild. Welche Herausforderungen müssen die Entwickler von Elektrofahrzeugen und den dazugehörigen Systemen bewältigen?

Der Weg dorthin

Die Erfindung des ersten Elektrofahrzeugs liegt zwar schon gut 190 Jahre zurück, aber erst in den letzten zehn Jahren hat die Entwicklung richtig Fahrt aufgenommen und die Massenproduktion von Elektroautos ist angelaufen. Aber die OEMs von heute stehen vor einigen einzigartigen Herausforderungen. Auf breiterer Ebene gibt es Unterbrechungen der Lieferkette, einen verschärften globalen Wettbewerb und Schwierigkeiten bei der Beschaffung wichtiger Mineralien für Batterien. Werfen wir jedoch einen Blick auf einige der spezifischeren Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt.

Viele Erstausrüster bauen seit langem benzinbetriebene Fahrzeuge, und der Übergang zu Elektrofahrzeugen erfordert erhebliche Veränderungen bei den Produktionslinien, Lieferketten und der Qualifikation der Mitarbeiter. Hinzu kommen die Kosten für die Umrüstung und der ständige Kampf um die Rentabilität. Obwohl Elektrofahrzeuge die Zukunft sind, sind sie für die Hersteller kurzfristig nicht unbedingt profitabel. Der verschärfte Wettbewerb und die hohen Kosten für Batterien, Design und Entwicklung können die Margen drücken. Die OEMs müssen Wege finden, die Produktion zu rationalisieren und die Kosten zu senken, um Elektrofahrzeuge rentabler zu machen.

Alles wird noch komplizierter durch die Gesamtheit der erforderlichen Technologien. Elektrofahrzeuge benötigen im Vergleich zu herkömmlichen Benzinfahrzeugen eine völlig neue Reihe von Technologien: von Fahrzeugsteuerungssystemen über Infotainmentsysteme für Navigation, Musik und Telefonkonnektivität, den Bedarf an Over-the-Air-Updates, Batteriemanagementsystemen, Software zur Steuerung des Ladevorgangs, einer Vielzahl von Konnektivitätsfunktionen, Cybersicherheit und sogar KI-gestütztem autonomen Fahren.

Dies bedeutet, dass die OEMs Fachwissen in den Bereichen Batterietechnologie, Elektromotoren, Leistungselektronik und Software-Steuerungssysteme entwickeln müssen – nicht zu vergessen die Notwendigkeit alles umfassend zu testen.

Die größte Herausforderung ist jedoch die Notwendigkeit, die Vorlieben und Anliegen der Kunden wirklich zu verstehen. Nur dann können Design und Entwicklung von Elektrofahrzeugen den Kundenerwartungen entsprechen. Für die OEMs bedeutet dies, wie Siemens anmerkt, dass sie “die Bedürfnisse und Wünsche der Menschen in den Mittelpunkt ihres Designs stellen, nicht die Technologie. Sie sollten sich weiterhin auf die Bedürfnisse und Erwartungen der Verbraucher konzentrieren und deren Anliegen angemessen berücksichtigen. Ein möglicher Weg, dies zu tun, sind Crowd-Umfragen von Nutzern und potenziellen Kunden.

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Usability testing

Die Art und Weise, wie Sie jedem Kunden ein Gefühl vermitteln und was Sie in sein Leben bringen, bestimmt seine Erfahrung mit Ihrer Marke. Setzen Sie sich auf den Fahrersitz und bieten Sie ihnen von Anfang an eine hervorragende Benutzererfahrung (UX), indem Sie Ihre Lösungen gründlich testen.

Finden Sie heraus, wie

Das bedeutet auch, dass man wissen muss, wer sie kauft – eine kürzlich durchgeführte McKinsey-Studie stellte fest, dass Käufer von Elektroautos im Vergleich zu Käufern von Verbrennungsmotoren “im Durchschnitt fünf Jahre jünger sind, eher in städtischen Gebieten leben, 23 Prozent länger pendeln, 30 Prozent mehr verdienen und sechsmal häufiger ihr letztes Auto online gekauft haben”.

Im Grunde zeigt dies deutlich, dass EV-Käufer andere Bedürfnisse und Prioritäten haben als traditionelle Autokäufer. Die OEMs müssen gründliche Marktforschung betreiben sowie gezielte Marketingstrategien um diese neuen Kundensegmente zu erreichen.

Ein weiterer Punkt, der nicht ignoriert werden darf, ist der Einsatz von künstlicher Intelligenz in Elektrofahrzeugen.

Wer wird Sie heute Abend nach Hause fahren?

Würden Sie dem Auto selbst glauben? Während KI hauptsächlich für verschiedene Aufgaben wie Spurhaltung, Selbsteinparken, Überwachung des Fahrerverhaltens und vorausschauende Wartung eingesetzt wird, wird sie auch in selbstfahrenden Elektrofahrzeugen intensiv genutzt. Dies hat nicht nur den offensichtlichen Vorteil, dass es den Fahrern das Fahren abnimmt, sondern KI kann auch dabei helfen, die besten Plätze für Ladestationen zu finden und Routen unter Berücksichtigung von Lade- und Wartezeiten zu planen. Zudem könnte sie effizientere Ladealgorithmen entwickeln und den Zustand der Batterien überwachen.

Allerdings gibt es (natürlich) ein paar Herausforderungen.

KI-Systeme benötigen eine große Menge an Daten, um zu lernen und Entscheidungen zu treffen. Bei sicherheitskritischen Anwendungen wie selbstfahrenden Autos müssen die Daten, die zum Training der KI verwendet werden, genau und umfassend sein. Wenn die Daten, mit denen die KI arbeitet, verzerrt oder unvollständig sind, könnte sie in realen Situationen schlechte Entscheidungen treffen.

Self-driving cars and advanced driver assistance systems (ADAS) also rely on a variety of sensors, such as cameras, radar, and LiDAR. These sensors can be affected by weather, low light, or even dirt and debris. AI software must be able to take these limitations into account and make safe decisions even when the sensor data is imperfect.

There are also some serious ethical considerations. Self-driving cars will inevitably have accidents. The AI ​​will need to be programmed to make ethical decisions about who or what to protect in those split seconds. These ethical considerations are very complex, and there is no easy answer.

And let’s face it: It will take a lot of testing and a long period of accident-free driving before most people are comfortable letting the car do the driving. If you want to read more about how AI is changing the e-mobility industry, click here !

Die weniger befahrene Straße nehmen

E-mobility is not just about replacing petrol-powered vehicles. It is about a complete transformation of transport with the potential for cleaner air, quieter cities and smarter infrastructure. By addressing the challenges and fostering innovationpaving the way for a more sustainable and electric future.

And the thing is: electromobility is here to stay. That is good for everyone and especially for the environment. The IEA says that if two thirds of the vehicles sold are electric by 2035,This could save 12 million barrels of oil per dayThat’s almost double the current oil consumption of road transport in the United States. Wouldn’t that be great on a global scale? But it’s also important to note that the transition to e-mobility will create new jobs and encourage innovation.

While challenges remain, the potential benefits are undeniable.



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