Elektrofahrzeuge: Mit künstlicher Intelligenz in eine nachhaltige Zukunft

Der Automobilmarkt steht mit der Einführung von Elektrofahrzeugen vor einem großen Wandel, der sich mit den Problemen globaler Treibhausgasemissionen und der Nutzung erschöpfbarer Energieressourcen befasst. Die beschleunigte Nachfrage nach diesen Fahrzeugen ist auf den Wandel in drei Schlüsselbereichen zurückzuführen: Verbraucherverhalten, Vorschriften und Integration der KI-Technologie in den Prozessablauf.

Gemäß EV-Volumes.com „Im Jahr 2022 wurden insgesamt 10,5 Millionen neue BEVs (Battery Electric Vehicles) und PHEVs (Plug-in Electric Vehicles) ausgeliefert, ein Anstieg von +55 % im Vergleich zu 2021.“

„Es ist jetzt klar, dass Elektrofahrzeuge die Zukunft sind und dass die Zukunft schneller kommt, als viele erwartet haben. Kalifornien und andere Bundesstaaten haben bereits erklärt, dass nach 2035 keine neuen Benzinfahrzeuge mehr verkauft werden“, sagte Dave Lewis, CEO von MoveEV .

China stand trotz sporadischer Covid-Ausbrüche und Sperrungen an der Spitze der Rangliste mit einem Anstieg der Elektrofahrzeugverkäufe um +82 Prozent im Vergleich zum Vorjahr bis Ende 2022.

Die Subventionen der chinesischen Regierung für Elektrofahrzeuge, die Expansion der Mini-Elektrofahrzeugindustrie und das Aufkommen relativ erschwinglicherer Marken sind einige Faktoren, die zum explosiven Wachstum des Sektors in China beitragen.

Ähnlich wie China erwirtschaftete Europa etwa 11 % des Gesamtumsatzes. Strenge Klimagesetze und -vorschriften treiben die europäische Transportindustrie voran „Fit für 55“ Das Programm definiert, wie Gesetze „das Erreichen des EU-Klimaziels, die EU-Emissionen bis 2030 um mindestens 55 % zu reduzieren, zu einer gesetzlichen Verpflichtung machen“.

Der Elektrofahrzeugmarkt in Europa befindet sich jedoch in den Fängen einer drohenden Energiekrise im Zuge der russischen Invasion in der Ukraine. Die steigenden Stromkosten beeinträchtigen die Erschwinglichkeit des Fahrens von Elektrofahrzeugen, sodass der Betrieb möglicherweise teurer wird als der Betrieb von Elektrofahrzeugen mit Benzinantrieb. Dieser Anstieg der Strompreise könnte möglicherweise die Umstellung des Kontinents auf Elektromobilität behindern.

„Als wir uns dies (den Übergang zu Elektrofahrzeugen) vor der Energiekrise ansahen, sahen wir einen Wendepunkt von etwa 2023 bis 2024. Wenn man aber davon ausgeht, dass der künftige Tarif bei 0,55 US-Dollar liegt, verschiebt sich der Wendepunkt dann auf 2026.“ ” sagte Maria Bengtsson , Partner bei Ernst & Young.

Mehrere Länder richten ihre Politik auf die Bedrohung durch den Klimawandel und die Erschöpfung des Pools an erneuerbaren Energiequellen aus. Die Biden-Regierung drängt Amerika zur Dekarbonisierung vorstellen ein Ziel von 50 Prozent Elektrofahrzeugen bis 2030.

„Heute haben fast alle Automobilhersteller emissionsfreie Fahrzeuge in den Mittelpunkt ihrer langfristigen Strategien gestellt – und, was vielleicht noch wichtiger ist, ihrer mittelfristigen Investitionspläne“, heißt es S&P Global Mobility . Der Bericht betonte, dass Elektrofahrzeuge keine aufstrebende Branche mehr seien, sondern genug Anklang gefunden hätten, um in Märkten wie China, Deutschland, Frankreich und dem Vereinigten Königreich zum Mainstream zu werden.

Die Einführung von Elektrofahrzeugen wird hauptsächlich durch technologische Fortschritte vorangetrieben. Die Integration von KI in Automobile hat zur Verbesserung von Funktionen geführt, die das Fahren müheloser und sicherer machen.

Gemäß Forschung und Märkte „Es wird prognostiziert, dass der globale Markt für künstliche Intelligenz (KI) im Automobilbereich im Prognosejahr 2022–2030 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 29,2 % florieren und einen Wert von über 34,30 Milliarden US-Dollar haben wird.“

Weiter wurde darauf hingewiesen, dass das Wachstum des Automobil-KI-Marktes eine direkte Widerspiegelung der steigenden Nachfrage „nach hochentwickelten Fahrzeugen und der Verlagerung der Automobilindustrie hin zur Elektrizität“ sei.

Herausforderungen wie begrenzte Reichweite, lange Ladezeiten und Integration in intelligente Netze werden durch die Einführung der KI-Technologie angegangen.

„Die zunehmende Sensibilisierung eines Elektrofahrzeugs führt dazu, dass mehr Daten vom Fahrzeug verfügbar sind. Diese Daten können von Herstellern, Servicemitarbeitern und Fahrern genutzt werden“, sagte Cliff Rice von Rockwell Automation .

Er erklärte weiter, dass Hersteller diese Daten nutzen können, um Fahrerassistenzalgorithmen zu verbessern, Fahrmuster für Wartungsbedarf zu verstehen und erweiterte Diagnosen und Software-Updates bereitzustellen, um die Fahrzeugleistung zu verbessern und ihre Lebensdauer zu verlängern.

Prädiktive Analysen spielen eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung der Batterietechnologie. Durch vorausschauende Wartung verbessern diese Technologien die Effizienz und Zuverlässigkeit von Batterien. Dies ist wichtig, da dadurch sichergestellt wird, dass die Batterien auf optimalem Niveau arbeiten, eine hohe Leistung erbringen und das Risiko von Ausfällen minimiert wird.

„Batterien sind hochkomplexe Bauteile – chemisch, elektrisch und softwaremäßig“ sagte Rikard Vinge , Datenwissenschaftler bei Volvo. „Aber Datenanalysen können uns helfen, sie besser zu verstehen: wie sie genutzt werden, wie sie vom Fahrer beeinflusst werden, wie sie von anderen Komponenten im Fahrzeug beeinflusst werden.“

Abgesehen von der Benutzererfahrung nutzen Ingenieure KI, um das Design und die Arbeitseffizienz von Komponenten zu verbessern.

„Durch den Einsatz von KI in unserem generativen thermischen Designansatz sind wir in der Lage, innerhalb weniger Tage Tausende von Iterationen eines Designs völlig autonom zu erstellen und zu simulieren. Um den Umfang und die Geschwindigkeit, die hier im Spiel sind, vollständig zu erfassen: In der Zeit, die ein Wärmetechniker für die Erstellung eines Entwurfs benötigt, haben wir bereits 1.000 erstellt“, sagte Diabatix-CEO. Lieven Vervecken.

Mehrere Unternehmen arbeiten mit großen Technologieunternehmen zusammen, um ihren Nutzern das Beste aus beiden Technologien zu bieten.

Ford hat zusammengearbeitet mit Google, um seine Cloud-Dienste und sein Fachwissen in den Bereichen künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen zu nutzen. Tesla Hebelwirkungen KI zur Aktualisierung der Software über die Cloud und Bereitstellung von Remote-Diensten für ihre Benutzer. Volkswagen und Microsoft haben es auch schlossen sich den Händen an die Leistungsfähigkeit von Azure IoT und PowerBI freizusetzen, indem wir Telematik- und Produktivitätslösungen anbieten.

Die großen OEMs (Original Equipment Manufacturers) sind davon überzeugt, dass der Übergang zur E-Mobilitätsbranche nun unumgänglich ist.

Der Umsatz von BYD Auto mit BEVs und PHEVs verdreifachte sich durch die Konzentration seiner Produktions- und Vertriebsanstrengungen auf Elektrofahrzeuge und machte das Unternehmen im Jahr 2022 zum führenden Hersteller von PHEVs und BEVs. Tesla dominiert den weltweiten BEV-Verkauf mit einem Marktanteil von 17 %, während der Volkswagen-Konzern nur einen Marktanteil verzeichnete 10 % Anstieg der EV-Verkäufe in Europa bei rückläufigen PHEV-Verkäufen.

Etablierte Automobilhersteller erfinden ihre Geschäftsmodelle neu in der Hoffnung, sich an eine neue Welt anzupassen, in der Elektrizität den herkömmlichen Benzin- und Dieselmotor ersetzt. Autohersteller kaufen auf Jede Batterie Sie können erhalten, wenn Fabriken renoviert werden, um Elektrofahrzeuge zu bauen. Einige Unternehmen sind aufgrund der hohen Kosten für die Entwicklung von Elektrofahrzeugen gezwungen, Partner zu finden, während andere zu Übernahmekandidaten werden.

Die führenden Akteure der Branche bringen ihre herkömmlichen Verbrennungsmotoren auf Touren, um Vorreiter bei der vollständigen Abschaffung dieser Motoren zu werden. Führende Namen wie Tesla, Volkswagen, Toyota, General Motors und Nissan bringen neue Modelle auf den Markt.

Der Übergang zur Elektrofahrzeugindustrie bringt viele Möglichkeiten für Innovationen in den Bereichen Batterietechnologie, Bremssysteme, Lenksysteme und Antriebsanordnung mit sich. Im Jahr 2020 mehr als 18.000 Es wurden Patentanmeldungen mit einer durchschnittlichen Erteilungsquote von 50 % eingereicht, entsprechend den globalen Patenttrends im Bereich Elektrofahrzeuge (EV).

Während die Trends bei der Patentanmeldung das Tempo der Technologie widerspiegeln, vermitteln sie auch ein gutes Bild der neuen Veränderungen in der Branche. Gemäß a Bericht Laut dem vom Europäischen Patentamt (EPA) im Jahr 2020 veröffentlichten Bericht verzeichneten die Patentanmeldungen für Batterien und andere Stromspeichertechnologien weltweit einen jährlichen Anstieg von 14 %, wobei 88 Prozent davon Innovationen in der Batterietechnologie boten.

Elektrofahrzeuge stellen den höchsten Bedarf an Lithiumversorgung für die Herstellung von Batterien dar. Wenn man die heutige Nachfrage bis zum Jahr 2050 prognostiziert, würde allein der US-Markt einen dreifachen Abbau dessen erfordern, was derzeit weltweit produziert wird. Aber muss das so sein?

A Aktueller Bericht fanden heraus, dass „die Lithiumnachfrage im Jahr 2050 im Vergleich zu den Lithium-intensivsten Szenarien um bis zu 92 Prozent reduziert werden kann.“ Dies kann durch drei wichtige politische Maßnahmen erreicht werden: Verringerung der Abhängigkeit vom Auto, richtige Dimensionierung der Batterien von Elektrofahrzeugen und Schaffung eines robusten Recyclingsystems.“

Die bestehende Ladeinfrastruktur für diese Batterien ist bei weitem nicht in der Lage, den wachsenden Bedarf zu decken. Obwohl enorme Investitionen im Gange sind, besteht Skepsis aufgrund der Kosten, der Auswahl usw „Reichweitenangst“ In den Bereichen, in denen Akkus bisher keine nennenswerte Reichweite lieferten und lange Ladezeiten erforderten, nimmt die Zahl rasant zu. Berichten zufolge ist das schnellste Fahrzeug und Ladegerät das Lucid Air etwa 300 Meilen Reichweite in 20 Minuten, 100–200 Meilen pro Ladestunde ist typisch für durchschnittliche Elektrofahrzeuge.

Um diese Bedenken auszuräumen, wurden rasch Anstrengungen unternommen, im ganzen Land Schnellladenetze einzurichten, wobei die Energieversorger den Stromabsatz steigern möchten. Mehr als 60 Dienstprogramme haben sich zur Gründung der National Electric Highway Coalition zusammengeschlossen, deren Ziel der Aufbau eines landesweiten Schnellladenetzes entlang wichtiger Autobahnen in den USA ist. Die Zahl der Schnellladegeräte ist bereits deutlich gewachsen, mit über 6.500 heute verfügbar, und es gibt noch mehr Verpflichtungen im Gange.

General Motors Co. und Pilot Co. planen will eine Partnerschaft eingehen und ein Netzwerk von Ladestationen in den gesamten USA aufbauen, um etwa 20 % der Anzahl an Schnellladegeräten zu erhöhen, die amerikanischen Autofahrern zur Verfügung stehen.

Während die Welt von einer Flotte benzinbetriebener Fahrzeuge auf Elektrofahrzeuge umsteigt, werden schätzungsweise Millionen von Menschen auf unterschiedliche Weise auf das Stromnetz angewiesen sein. Das bedeutet, dass die Stromerzeugungskapazität erhöht werden muss, um den wachsenden Strombedarf zu decken, ohne das Netz zu belasten. Nach Angaben des Energieministeriums In den USA wird der Stromverbrauch bis 2050 um 38 % steigen, was vor allem auf den starken Einsatz von Elektrofahrzeugen zurückzuführen ist.

An der University of Texas in Austin durchgeführte Untersuchungen führten bundesstaatliche Bewertungsszenarien durch, bei denen jedes Privatauto, jeder LKW und jeder SUV auf ein Plug-in-Elektromodell umgerüstet wird. Der Studie fanden heraus, dass der staatliche Energieverbrauch in Wyoming auf 17 % und in Maine auf 55 % anstieg. \

Der Verbrauch lag in den meisten Bundesstaaten zwischen 20 und 30 Prozent. Einige Bundesstaaten wiesen eine verfügbare Kapazität zur Aufnahme der überschüssigen Lasten auf, während in anderen Bundesstaaten Idealfallannahmen für die Ladezeiten zur Kanalisierung des Stroms getroffen wurden. Die Kapazität der Netze zum Laden von Elektrofahrzeugen hängt stark von der Tageszeit ab, zu der sie angeschlossen sind. Das Risiko einer Netzüberlastung sinkt drastisch, wenn zu dieser Zeit geladen wird außerhalb der Hauptverkehrszeiten wenn der Verbrauch geringer ist.

Bei all den Spekulationen und Möglichkeiten scheint die imaginäre „Null-Emissions“-Welt vorerst nicht zu erkennen, was mit Fahrzeugen mit fossilen Brennstoffen auf der Straße passiert. Eine kursierende Idee ist die Umstellung traditioneller motorbetriebener Autos auf Elektrofahrzeuge.

Bei einer kürzlichen Branchenveranstaltung signalisierte Toyota-CEO Akio Toyoda, dass das Unternehmen in den Umrüstmarkt einsteigen werde, indem er zwei alte Corollas ausstellte, die auf Elektro- und Wasserstoffantrieb umgerüstet worden waren.

„Die Realität ist, dass wir im Jahr 2050 keine Kohlenstoffemissionen von null erreichen können, indem wir einfach alle Neuwagenverkäufe auf Elektrofahrzeuge umstellen“, sagte CEO Toyoda bei der Pressemitteilung Pressekonferenz. „Es ist wichtig, Optionen für geliebte Autos anzubieten, die bereits im Besitz sind.“

Während einige Experten die Idee eines Umbaus befürworten, glauben andere, dass die Elektrifizierung von Autos für Personen mit begrenzten finanziellen Mitteln wahrscheinlich keine praktikable Option ist.

„Wenn Sie darüber nachdenken, wie ich ein Auto mit Verbrennungsmotor zu einem Elektroauto umrüsten kann, glaube ich nicht, dass das passieren wird. Die Leute werden einfach wie üblich Elektrofahrzeuge als Ersatzautos kaufen, aber sie können die beiden Technologien miteinander verbinden, indem sie zuerst ein Plug-in-Hybridauto haben“, sagte Trevor Curwin von Sheeva.ai .

Das rasche Wachstum der Elektrofahrzeugbranche ist trotz der Herausforderungen, die durch externe Faktoren und Einschränkungen entstehen, ein deutlicher Hinweis darauf, dass Elektrofahrzeuge von Dauer sind und eine wichtige Rolle bei der Gestaltung der Zukunft des Transportwesens spielen werden.