Bedarf bei MaaS-fahrzeugen, time-to-market und automaterialien der zukunft

Wir sehen diese Megacitys als Haupttreiber bei diesem Trend an, nicht zuletzt angesichts der Prognosen, dass sich bis 2050 rund zwei Drittel der Weltbevölkerung und ein Großteil des Bruttoinlandsprodukts der Welt auf rund 90 Megacitys konzentrieren werden.

Dieses Bevölkerungswachstum wird die Megacitys zweifellos veranlassen, neue, innovative Ansätze bei der Mobilität zu nutzen, um die folgenden drängenden Probleme zu bewältigen:

• Verkehrskollaps
• Luftverschmutzung
• Parkplatznot
• Und die Gefährdungen im Zuge des Klimawandels: Anstieg des Meeresspiegels, extreme Wetterlagen usw.

Viele Megacitys haben die Führung bei Maßnahmen zum Klimaschutz übernommen. Beobachter erwarten, dass sich dieser Trend beschleunigt, da die Lebensqualität in den Städten durch die ständig steigende Zahl von Autos abnimmt.

Die Rolle des öffentlichen Nahverkehrs wird natürlich wachsen – in den herkömmlichen Formen und durch neue Experimente wie den Hyperloop. Die innewohnenden Beschränkungen des öffentlichen Nahverkehrs sind indes bekannt:

• Die ersten und die letzten Kilometer: Nicht jedermann wohnt und arbeitet in einem fußläufigen oder mit dem Fahrrad zu bewältigen Abstand zum Nahverkehr.
• Der Ausbau von U-Bahnen und Zügen in vorhandenen Stadtviertel ist teuer und zeitraubend.
• Busse in allen Formen und Größen einschließlich Expressbusse werden noch stärker genutzt und integriert werden. Doch Busse sind mit eigenen Herausforderungen verbunden: die Anzahl der machbaren Strecken, Häufigkeit, Kosten, Geschwindigkeit usw.

Ride-Hailing und, in einem geringeren Maße, Carsharing tragen dazu bei, die Lücke beim ersten und letzten Kilometer zu füllen. Doch viele Experten sind der Überzeugung, dass autonome MaaS-Systeme der Schlüssel zu einem vollintegrierten, elektronischen Mobilitätssystem für praktisch alle Stadtbewohner sein können.

Herausforderungen bei der Konstruktion von MaaS-Fahrzeugen

• Einfacher und schneller Zugang zum Fahrzeug durch innovative Türlösungen wie etwa Schiebetüren, selbst bei kleinen Autos.
• Variable Sitzkonfigurationen wie gegenüber liegende Sitze und mobile Büro- oder Infotainment-Arrangements in autonomen Fahrzeugen.
• Optimierte Innenraumausnutzung, damit mehr Mitfahrer oder Güter transportiert werden können, durch Einbau von säulenlosen Designs und Heckklappendesigns sowie Reduzierung der Frontgröße.
• Gleichzeitig Minimierung der äußeren Größe/Länge für bessere Manövrierbarkeit und Parkmöglichkeit.
• Verbesserte Hygiene im Fahrzeug durch schmutzabweisende Oberflächen, die einfach zu reinigen sind.
• Mit den geräuscharmen Antriebssträngen der Elektroautos liegt der Fokus beim Fahrkomfort auf Geräusch, Vibration und Rauheit (NVH).
• Wirksamer Einsatz von funktionalen Integrationen als gemeinsamer Ansatz bei strukturellen Herausforderungen – zum Beispiel Batteriegehäuse bei Elektroautos als Basis der Fahrzeugkonstruktion.
• Und die Schwerpunktlegung auf geringere Gesamtbetriebskosten bei künftigen Mobilitätsanbietern, was Fahrzeuge umfasst, die für einfachere Reparaturen und eine optimierte Wartung ausgelegt sind.

Geschäftliche Herausforderungen bei MaaS-Fahrzeugen

Die neuen Formen bei MaaS-Systemen und die autonomen MaaS-Systeme stellen die Autohersteller vor die folgenden wesentlichen Herausforderungen:

• Sehr hohe Investitionen in Forschung und Entwicklung – und nicht nur bei neuen Antriebssträngen bei batteriebetriebenen Elektroautos, Brennstoffzellen-Fahrzeugen und Plug-in-Hybridfahrzeugen. Wie uns die Designs von Konzeptfahrzeugen zeigen, können MaaS-Fahrzeuge Profile haben, die sich stark von heutigen Fahrzeugen unterscheiden. Das erfordert eine beträchtliche F&E.
• Potenziell sehr hohe Investitionen in neue Produktionsausrüstung für autonome MaaS-Fahrzeuge.
• Und auf der Unternehmensseite die Reaktion auf die Tatsache, dass viele neue, große Anleger relativ schnelle Erträge bei ihren Investitionen erwarten.

Alle diese drei Faktoren machen die Time-to-Market für autonome MaaS-Fahrzeuge zu einem wesentlichen Aspekt.

Als Reaktion auf diesen Druck haben Autohersteller eigene MaaS-Unternehmen gegründet und zahlreiche Allianzen mit zukünftigen Mobilitätsanbietern geschmiedet.

Das neue Geschäftsumfeld erzeugt auch das wahrscheinliche Szenario von relativ wenigen physischen Plattformen, die zwischen verschiedenen zukünftigen Mobilitätsanbietern geteilt werden – und sogar von anderen Autoherstellern. Der Vorteil von wenigen Fahrzeugplattformen ist natürlich die Möglichkeit, schneller höhere Produktionszahlen zu erzielen, was Skaleneffekte und wiederum schnellere Return-on-Investments ermöglicht.

Time-to-Market, Vertrautheit und Kostenfragen werden die Materialentscheidungen prägen

Die in diesen gemeinsamen Plattformen verwendeten Materialien müssen für die Produktion optimiert werden, damit sie auf Massenmärkten wettbewerbsfähig sind.

Neue, alternative Materialien für diese Plattformen haben bei diesem Kampf einige klare Nachteile: Sie verlangen den Autoherstellern steile Lernkurven ab, die Verfügbarkeit und die Mengen beim Material können beschränkt sein und sie verlangen die Entwicklung neuer Prozesse bei der Herstellung von Autobauteilen.

Materialien wie kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffe (CFK), Magnesium und Aluminium verzeichnen auch sehr viel größere Kohlenstoffemissionen während der Materialproduktion als extra- und ultrahochfeste Stähle. Da die Anstriebsstränge, bedingt durch die Nachfrage in den Megacitys, zunehmend elektrisch und die Quellen für Elektrizität/Wasserstoff erneuerbar sein werden, werden die Emissionen aus dem Auspuff sinken. Damit wird sich die Aufmerksamkeit zunehmend auf die Emissionen während der Herstellung des Fahrzeugs richten – also auf die gesamte Lebenszyklusbewertung (Ökobilanz). Dies umfasst auch die Fähigkeit, vollständig recycelt werden zu können.

Ein Beispiel für dieses unausweichliche Umdenken ist der Volkswagen ID.3 Neo. Der ID.3 ist einer von fünf neuen Modellen des Volkswagen Konzerns auf Basis der MEB-Plattform (Modularer E-Antriebs-Baukasten). Nach Aussage des leitenden Entwicklungsingenieurs für Elektrofahrzeuge von VW ist der ID.3 Neo „zu 99 Prozent Stahl“. Und VW bietet seine MEB-Plattform – eine für Pkw und eine für Lkw – konkurrierenden Autoherstellern an.

Schlussfolgerungen für Autokonstrukteure

Während die generellen Tendenzen bei der zukünftigen Mobilität sich deutlich abzeichnen, sind die Details immer noch schwer abzusehen. Wie sieht zum Beispiel der Zeitrahmen für die oben beschriebenen Entwicklungen aus? Das kann niemand mit Sicherheit sagen.

Und dennoch gilt der alte Spruch: „Folge dem Geld“ – also den Anlegern und ihren Investitionen. Die Anleger realisieren, dass Megacitys und die zukünftigen Mobilitätsanbieter Allianzen schmieden müssen, um Probleme wie den Verkehrskollaps, die Luftverschmutzung, den Klimawandel und auch die Parkplatznot rasch anzugehen.

Und da sich der Druck aufbaut, um schnell MaaS-Systeme und autonome MaaS-Lösungen für die Mobilitätsprobleme der Megacitys bereitzustellen, werden die Autokonstrukteure verstärkt auf neue, innovative Designs mit extra- und ultrahochfesten Stählen und Hybridmaterialien zurückgreifen.

Warum extra- und ultrahochfeste Stähle? Weil praktisch alle Herausforderungen bei den Fahrzeugkonstruktionen der kommenden Welle an MaaS-Fahrzeugen heute mit Hilfe von kostengünstigen, skalierbaren Lösungen mit extra- und ultrahochfesten Stählen bewältigt werden können. Die mit ihnen verbundenen Umformprozesse sind den heutigen Autoherstellern bereits vertraut.