Die Zukunft der Elektrofahrzeuge: Wie die Technologie die E-Mobilität beeinflusst

Der Zuwachs an Elektrofahrzeugen in den letzten zehn Jahren war signifikant. Der Anteil von Elektrofahrzeugen an den Gesamtverkäufen hat sich seit Beginn des Jahrzehnts mehr als verdreifacht und wird im Jahr 2020 4 % und im Jahr 2023 14 % der Verkäufe ausmachen. Mit dem Ausbau der öffentlichen Lade-Infrastruktur und der zunehmenden Verfügbarkeit von Ladestationen für Elektrofahrzeuge zu Hause sieht die Zukunft von Elektrofahrzeugen und -transporten rosig aus. 

Darüber hinaus bedeuten Fortschritte in der Batterietechnologie und der Energiespeicherung, dass die "Reichweitenangst" wahrscheinlich der Vergangenheit angehört, wobei fortschrittliche Antriebsstränge und andere Embedded Systeme dazu beitragen, die Fahrleistung und Effizienz weiter zu verbessern. 

In diesem Leitfaden befassen wir uns mit der Zukunft von Elektrofahrzeugen und untersuchen, wie ein staatlicher Zuschuss für Elektrofahrzeuge Autofahrern den Umstieg von Autos und Motorrädern mit Verbrennungsmotor erleichtern wird. Darüber hinaus werden wir uns ansehen, wie Verbesserungen in der Batterietechnologie, ein breiteres Angebot an Elektrofahrzeugen, eine verbesserte Automatisierung des Fahrens und der Ausbau der Lade-Infrastruktur und der Ladestationen für Elektroautos zu Hause dazu beitragen werden, dass in Zukunft die Mehrheit der Verkehrsteilnehmer Elektroautos fährt.

Fünf Schlüsselentwicklungen

China, Europa und die USA sind die weltweit größten Märkte für Elektrofahrzeuge - von Motorrädern über Autos bis hin zu verschiedenen Formen des öffentlichen Nahverkehrs wie Bussen und Straßenbahnen. 

In allen Ländern der Welt wird man in Zukunft auf Elektroautos umsteigen, um Treibhausgasemissionen zu vermeiden und die Luftqualität zu verbessern. Dies bedeutet, dass Länder, die diese Automobiltechnologien frühzeitig einsetzen, das Potenzial haben, führend in der Produktion von Elektroautos zu werden, ihre Wirtschaft anzukurbeln und eine Vielzahl neuer Arbeitsplätze zu schaffen, um diese aufstrebende Industrie zu unterstützen. 

Welches sind nun die fünf Advanced Engineering Trends, die Innovation und finanzielle Absicherung für die Zukunft der Elektrofahrzeuge vorantreiben?

1. Zusätzliche staatliche Unterstützung

Regierungen auf der ganzen Welt haben Anreize geschaffen, oft in Form von Zuschüssen für Elektrofahrzeuge, um Fahrer und Flottenmanager zu ermutigen, auf Elektro- und Hybridfahrzeuge umzusteigen. 

In Großbritannien bietet die Regierung weiterhin einen Zuschuss für den Kauf neuer Elektrofahrzeuge und die Installation von Infrastrukturen wie z.B. Ladestationen an. Dieser Zuschuss deckt bis zu 35 % der Kosten für ein neues Elektrofahrzeug - maximal 2.500 £ (~2.900€) - und 75 % der Kosten für die Installation der Lade-Infrastruktur ab. Mehrere europäische Länder sind diesem Beispiel gefolgt und bieten Rabatte, Steuergutschriften und Befreiungen von Straßensteuern und Mautgebühren an, um den Umstieg auf Elektroautos zu fördern. 

In der Zwischenzeit bietet die US-Regierung eine Reihe von Subventionen für einheimische Hersteller von Batterietechnologie sowie eine Reihe finanzieller Anreize für diejenigen, die sich für den Kauf von Elektrofahrzeugen interessieren, während China ähnliche Anreize für Unternehmen der Elektroauto-Herstellungs- und Lieferkettenindustrie geschaffen hat. Dazu gehört auch die Verlängerung der Steuerbefreiung für Hersteller von Fahrzeugen mit neuer Energie bis 2025.

2. Weiterentwicklung der Batterietechnologie

Die Batterietechnologie hat sich in den letzten zehn Jahren erheblich weiterentwickelt. Dank Schnelllademöglichkeiten und größerer Reichweite sind Elektrofahrzeuge heute eine viel bequemere Alternative zu ICE-Autos und Motorrädern. Die Fahrer können ihre Fahrzeuge zu Hause, am Arbeitsplatz oder über eine öffentliche Lade-Infrastruktur aufladen - letztere ist allein in Großbritannien im Jahr 2022 um 30 % gewachsen -, was sie zu einer weitaus praktikableren Option für Langstreckenfahrten und den Güterverkehr macht. 

Der Ausbau der Lade-Infrastruktur hat auch dazu geführt, dass die Betreiber öffentlicher Verkehrsmittel E-Fahrzeuge als erschwingliche Alternative zum Diesel sehen, insbesondere angesichts der schwankenden Kraftstoffpreise aufgrund wirtschaftlicher und politischer Instabilität auf der ganzen Welt. 

Eingebettete Batteriemanagementsysteme (BMS) sind ebenfalls auf dem Vormarsch, da E-Fahrzeuge nun in der Lage sind, den Zustand und die Leistung der Batterie zu regulieren und zu überwachen, den Benutzer vor Unregelmäßigkeiten zu warnen, die eine Untersuchung erfordern, und die Zellnutzung je nach Fahrbedingungen und Umgebung zu optimieren. Durch die Änderung von Strom, Spannung und Temperatur kann das BMS automatisch Parameter in Bezug auf die gespeicherte Ladung und die verbleibende Batterielebensdauer (RUL) anpassen, um so viel Energie wie möglich herauszuholen, die Effizienz zu steigern und den Verschleiß zu verringern.

3. Mehr Fahrzeugoptionen

Während die Erfindung des Elektroautos auf das Jahr 1890 zurückgeht - mit der Entwicklung der elektrifizierten Kutsche von William Morrison aus Surrey, die 12 Personen mit einer Höchstgeschwindigkeit von 20 Meilen pro Stunde befördern konnte - blieb die Auswahl an Optionen für Unternehmen und Verbraucher bis in die letzten Jahrzehnte hinein gering. 

Heute steht den Autofahrern eine große Auswahl an Elektrofahrzeugen zur Verfügung und die Zukunft der Elektrofahrzeuge scheint eine zu sein, in der die Autofahrer Zugang zu einer ebenso großen Auswahl an Herstellern und Konfigurationen haben wie heute. 

Nicht alle Pendler brauchen zum Beispiel ein Auto. Das wachsende Angebot an Elektromotorrädern, -fahrrädern und -rollern bedeutet, dass Autofahrer in der Stadt Zugang zu Fahrzeugen haben werden, die ihren Bedürfnissen entsprechen, sei es ein Motorrad für Fahrten über mittlere Entfernungen oder ein Elektrofahrrad mit Wagen, um nach einem Arbeitstag in der Ferne noch schnell zum Einkaufen zu fahren. Obwohl sich ein Großteil der Presse auf vierrädrige Transportmöglichkeiten konzentriert, decken viele staatliche Förderangebote für Elektrofahrzeuge auch Motorräder ab - eine erschwingliche Option für Pendler.

Ebenso arbeiten die Hersteller an der Gewichtsreduzierung der Batterietechnologie und der Effizienzsteigerung, um Logistik- und Speditionsunternehmen zu ermutigen, E-Fahrzeuge in ihre Flotten zu integrieren.

4. Verbesserte Fahrautomatisierung

Wie bei jeder neuen Generation von Fahrtechnologien wird auch die Zukunft der Elektrofahrzeuge nicht ohne zusätzliche Formen der Automatisierung auskommen. 

Während das derzeitige Angebot auf britischen und europäischen Straßen nur auf Stufe drei oder vier des Spektrums der Fahrzeugautomatisierung rangiert, bieten diese unterstützenden Technologien nicht nur einen Anreiz für Fahrer, die auf ein neues Fahrzeugmodell umsteigen möchten, sondern ermutigen auch Regierungen auf der ganzen Welt, ihre Straßeninfrastruktur zu überdenken und auf die Elektrifizierung von Fahrzeugen und die Fahrersicherheit in einem zunehmend automatisierten Markt vorzubereiten. 

Wie die Internationale Energieagentur feststellt, sieht die Zukunft des öffentlichen und privaten Verkehrs vernetzt, automatisiert und elektrifiziert aus. Der Datenaustausch zwischen Fahrzeugen und Herstellern wird die Sicherheitsmerkmale späterer Modelle verbessern, während die Förderung von Synergien zwischen Automatisierung und Elektrofahrzeugen es den Regierungen ermöglichen wird, den Übergang zu dieser nachhaltigen Verkehrsrevolution zu beschleunigen.

5. Ausgebaute Lade-Infrastruktur

Wie wir bereits erwähnt haben, wird die Lade-Infrastruktur auf der ganzen Welt ausgebaut. Öffentliche Angebote gibt es in Hülle und Fülle: Autofahrer können aufladen, während sie ihren wöchentlichen Lebensmitteleinkauf erledigen oder mit öffentlichen Verkehrsmitteln in die Stadt fahren - Park-and-Ride-Anlagen sind eine hervorragende Möglichkeit für Pendler, aufzuladen und die Kosten für die Fahrt zum und vom Arbeitsplatz zu senken. 

Die Entwicklung neuer Embedded Systeme und Innovationen in der Elektronikentwicklung bedeuten, dass die Lade-Infrastruktur schnell ausgebaut wird. Der britische Markt will bis 2030 300.000 öffentlich zugängliche Ladestationen für Elektroautos erreichen, wofür Investitionen in Höhe von 1,6 Milliarden Pfund vorgesehen sind.

Der Ausbau der öffentlichen und privaten Ladestationen für Elektroautos ist von entscheidender Bedeutung für die Abkehr von Verbrennungsmotoren und das künftige Wachstum von Elektroautos kann nur aufrechterhalten werden, wenn die öffentliche und gewerbliche Nachfrage nach Strom für Fahrzeuge gedeckt werden kann. 

Analysten gehen davon aus, dass der Kauf von Elektroautos in Zukunft etwa 40 % aller Verkäufe in der US-Automobilindustrie ausmachen wird, während die Zusage der britischen Regierung, den Verkauf von ICE-Neuwagen bis 2030 zu beenden, gute Aussichten für die Zukunft von Elektrofahrzeugen in diesen Ländern bedeutet.

Wie diese Entwicklungen die Einstellung von Technikern und Ingenieuren verändern

Nachdem wir nun die fünf wichtigsten Innovationsbereiche kennengelernt haben, die die Zukunft der Elektrofahrzeuge bestimmen, können wir uns genauer ansehen, wie diese aufkommenden Trends die Einstellung von Technikern und Ingenieuren in Großbritannien, Europa und den USA beeinflussen. 

Der Übergang zu elektrischen Transportmöglichkeiten in diesen Ländern führt zu einer Ausweitung der Qualifikationen, die für Karrieren in der Automobiltechnik und der Elektrotechnik erforderlich sind - mit einem größeren Schwerpunkt auf dem Verständnis elektrischer Antriebsstränge, der Batterietechnologie und der Softwareentwicklung, wobei letztere mit dem Übergang zu einer stärker automatisierten Zukunft besonders wichtig wird. 

Ebenso führt die Notwendigkeit einer zugänglichen, bequemen und leicht zu wartenden öffentlichen Lade-Infrastruktur zu einer wachsenden Nachfrage nach Ingenieuren für Embedded Systems, die Sensortechnologien in ihre Anlagen integrieren können, um eine proaktive, vorbeugende Wartung zu ermöglichen. Dies wird eine erhebliche Rekrutierungskampagne erfordern, um geeignete Talente für diesen Bereich zu gewinnen - und die Analysten scheinen dieser Einschätzung ebenfalls zuzustimmen. In den kommenden fünf Jahren wird für den Bereich der eingebetteten Technik ein Wachstum von 21 % erwartet, wodurch allein in den USA 284.000 offene Stellen entstehen werden.

Vom Techniker bis zum Engineering Manager wird die Abkehr von ICE-Fahrzeugen und der damit einhergehende Wandel der Verbraucherpräferenzen die Belegschaft in den kommenden Jahren erheblich verändern. Während es weiterhin einen Bedarf an Ingenieuren geben wird, die mit Verbrennungsmotoren und Getrieben vertraut sind, werden Berufseinsteiger wahrscheinlich ihre Fähigkeiten im Umgang mit Software und Hardware erweitern müssen, um sich auf die Zukunft der Elektrofahrzeuge vorzubereiten.

Wenn Sie mehr über die Zukunft der Einstellung von Ingenieuren erfahren möchten, lesen Sie unseren kürzlich erschienenen Leitfaden "5 Wege, wie Sie im Maschinenbau mehr verdienen können", in dem unsere Consultants ihre fachlichen Erkenntnisse darüber darlegen, wie Fachkräfte ihre Verdienstmöglichkeiten in der Branche verbessern können.

Fazit

Die Zukunft der Elektrofahrzeuge wird nicht nur den Individualverkehr und den öffentlichen Nahverkehr revolutionieren, sondern auch den gesamten Ingenieurbereich. Angetrieben von den rasanten Fortschritten in der Batterietechnologie, die das Problem der Reichweite effektiv beseitigt haben, ist der bemerkenswerte Anstieg der Akzeptanz von Elektrofahrzeugen in den letzten Jahren ein Beleg für das Potenzial von Maschinenbau-, Elektro- und Systemingenieuren, das Leben überall voranzubringen. Dieser Wandel wurde durch die staatliche Unterstützung in Form von Zuschüssen für Elektrofahrzeuge und die zunehmende Verfügbarkeit von Ladestationen für Elektrofahrzeuge zu Hause weiter gefördert.

Auch das wachsende Angebot an Elektrofahrzeugen und die Integration verbesserter Automatisierungs- und Fahrerassistenztechnologien haben den Grundstein für die Dominanz von Elektrofahrzeugen in der Automobilbranche gelegt. 

Diese Umstellung trägt nicht nur dazu bei, Umweltbelange zu berücksichtigen, Kohlendioxidemissionen zu verringern und die Luftqualität zu verbessern, sondern bietet auch ein breites Spektrum an Karrieremöglichkeiten in den Bereichen Technologie und Ingenieurwesen. Während Nationen auf der ganzen Welt auf die Elektrifizierung von Fahrzeugen setzen, wird die transformative Wirkung der Zukunft von Elektrofahrzeugen deutlich. 

Auf dem Weg zu einem nachhaltigen Verkehrssystem müssen eine Reihe von Elementen zusammenwirken, aber dank des Engagements fortschrittlicher Fachleute aus dem Ingenieurwesen treten wir bald in eine Ära ein, in der Elektrofahrzeuge zum Synonym für Fortschritt und Innovation werden.

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