Digitalisierung trifft E-Mobilität

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E-Antriebe sind ein entscheidender Teil der Mobilität von morgen. Noch größeren Mehrwert für Hersteller und Endkunden bieten sie, wenn sie in smarte digitale Lösungen integriert sind. Mit der I.E-Axle zeigt ZF, wie das aussehen kann.

Kathrin Wildemann,

Kathrin Wildemann gehört seit 2016 zum festen Autorenteam bei ZF. In On- ebenso wie in Offline-Beiträgen beschäftigt sie sich bevorzugt mit Elektromobilität und anderen Nachhaltigkeitsthemen.

Big Data, Data Monetization, Internet of Things – diese Begriffe fallen regelmäßig, wenn es um Trends der Digitalisierung geht. Vernetzte Systeme gelten als ein entscheidender Faktor dafür, wie die Mobilität von morgen die aktuellen Herausforderungen bewältigen kann. Doch am besten entfalten Software-Lösungen ihr Potenzial, wenn sie auf ebenso smarter und nachhaltiger Hardware basieren. Das dachte sich auch ein Team von ZF-Mitarbeitern und entwickelte eine neue Lösung, die digitale Intelligenz einen weiteren Megatrend aufgreift. Herausgekommen ist der vernetzte E-Antrieb I.E-Axle, der intelligente E-Achsantrieb. Er gestattet die Freischaltung zusätzlicher Funktionen via Cloud-Anbindung. Dazu übermittelt er Daten über Zustand und Nutzung des Antriebs an unterschiedliche Nutzer. So eröffnet I.E-Axle eine ganze Reihe neuer Geschäftsmodelle für eine saubere und effiziente Mobilität.

Emissionsfrei und vernetzt

Damit verbindet die I.E-Axle die Digitalisierung mit einer weiteren Kernkompetenz von ZF, nämlich der Elektromobilität. Egal, ob Pedelecs, Formel-Rennwagen, Stadtbusse – bei der Elektrifizierung von Fahrzeugen hat ZF die Nase vorne. Ein Beispiel dafür, wie der Konzern zu einem saubereren und nachhaltigen Straßenverkehr beiträgt, ist der elektrische Pkw-Achsantrieb. Er ging in diesem Jahr bei einem deutschen Premium-Automobilbauer in Serie. „Aber in Zukunft werden nicht nur OEMs, sondern auch Ride-Hailing- und Mobility-as-a-Service-Anbieter verstärkt zu unseren Kunden gehören. Sie werden die Chancen der Digitalisierung ganz anders nutzen“, sagt Julian Fieres, Leiter Strategy & Sales in der ZF-Division Elektromobilität. „Daher wollten wir sicherstellen, dass unsere E-Antriebe nicht nur technisch führend sind, sondern auch zusätzlichen Mehrwert durch digitale Services bieten.“

So bildet der elektrische Pkw-Achsantrieb nun die Basis für die I.E-Axle. Das Konzept ist so einfach wie genial: Durch eine bidirektionale Anbindung an eine IoT-Plattform sammelt die I.E-Axle Daten über Antrieb und Parkbremse, spürt Überspannungen sowie Überstrom auf, misst Beschleunigungswerte und überwacht die Temperatur von E-Maschine und der Leistungselektronik. Gleichzeitig lassen sich über diese Verbindung Leistungselektronik und Wechselrichter, die als „Gehirn“ des Antriebs fungieren, direkt ansteuern. Darüber hinaus können Software-Updates für Fahrzeug und Antriebsstrang kabellos over-the-air (OTA) heruntergeladen werden, was teure und zeitintensive Werkstattbesuche einspart.

Durch die Anbindung an eine IoT-Plattform sammelt die I.E Axle Daten und kann Software-Updates erhalten.

Data Monetization: Vernetzung schafft neue Geschäftsmodelle

Die Vernetzung mit der Cloud ermöglicht eine ganze Reihe neuer Services. Blickt man auf die potenziellen Anwendungen der I.E-Axle, ist für jeden etwas dabei. So können Automobilhersteller das individuelle Fahrverhalten der Endkunden analysieren und maßgeschneiderte Garantiebedingungen anbieten, die verantwortungsbewusstes Fahren honorieren. Algorithmen für eine vorausschauende Wartungsplanung erkennen Fehlfunktionen frühzeitig und reduzieren die Ausfallzeiten für Flottenbetreiber. Den Entwicklern bei ZF helfen die gesammelten Fahrdaten dabei, neue E-Antriebe gezielt auf die realen Anforderungen im Straßenverkehr auszulegen. Die Pay-per-X-Funktion gibt Mietwagenunternehmen die Möglichkeit, ihre Raten beispielsweise nach der gefahrenen Höchstgeschwindigkeit zu staffeln. Und auch die Fahrer selbst profitieren von dem vernetzten Antrieb: Per App können sie Zusatzfunktionen buchen – beispielsweise zusätzliches Drehmoment, das zusätzliche Power für einen besonders steilen Straßenabschnitt oder ein paar Minuten Formel-E-Feeling gibt.

Mitarbeiter-Erfindergeist führt zu innovativen Produkten

Die Idee für die I.E-Axle entwickelte Fieres zusammen mit seinen Kollegen Andrea Loi, Consultant Business Development, Strategy & Product Planning Div. E, für die ZF-interne Digital Innovation Challenge. Bei dem Ideenwettbewerb waren die Mitarbeiter des Konzerns aufgerufen, ihre Vorschläge für neue digitale Produkte, Services und Prozesse einzureichen. „Wir haben gezielt nach Möglichkeiten gesucht, um bestehende Hardware durch Software-Funktionen zu erweitern und so neue Geschäftsmodelle zu erschaffen“, erklärt Loi. „In vielen unserer Produkte steckt schon jede Menge Sensorik und Intelligenz. Es ging eigentlich nur darum, die auch anderen Nutzern zugänglich zu machen."Auf dieser Basis entwickelte das internationale Projektteam um Fieres und Loi mit Kollegen aus Shanghai, Friedrichshafen, Schweinfurt und dem Silicon Valley einen ersten Prototypen – dank straffem, agilen Projektmanagement, in gerade mal einem Jahr. Aktuell sucht das Team bereits nach ersten Kunden für den smarten E-Antrieb.

Julian Fieres und Andrea Loi präsentieren ihre Idee bei der Pitch-Night 2018 in Friedrichshafen.

„In vielen unserer Produkte steckt schon jede Menge Sensorik und Intelligenz. Wenn wir bestehende Hardware durch Software-Funktionen erweitern, machen wir diese anderen Nutzern zugänglich und schaffen so neue Geschäftsmodelle.“

Andrea Loi, Consultant Business Development, Strategy & Product Planning Div. E