Technologische Innovationen beeinflussen die Materialanalyse in der Automobilindustrie

In der Automobilindustrie ist gegenwärtig eine sehr intensive Innovationstätigkeit zu beobachten – teilweise als Folge immer strengerer Vorschriften und Normen zur Emissionssenkung, teilweise, um sich vom Wettbewerb abzuheben. Auch die aktuelle Ausnahmesituation aufgrund der Covid-19-Pandemie scheint daran nichts zu ändern. Teilweise sind diese Entwicklungen durch technologische Trends, wie die wachsende Digitalisierung im Zuge von Industrie 4.0, bedingt. Aber auch eine ausgeprägte Kundenorientierung kann ein Treiber für Innovationen sein. In diesem Beitrag möchte ich zwei aktuelle Trends in der Automobilindustrie beleuchten, die den Einsatz von zunehmend leistungsfähigeren RFA-Analysegeräten notwendig machen werden: Das vernetzte Auto und die Elektromobilität.

Das vernetzte Auto

2019 wurde die Zahl der WLAN-fähigen Fahrzeuge auf 64 Millionen geschätzt, und nach neuesten Untersuchungen von Deloitte machen Elektronikbauteile aktuell 40 % der Gesamtkosten eines Neuwagens aus. Bis 2030 soll dieser Anteil sogar auf knapp 50 % ansteigen.

Ist ein Auto einmal vernetzungsfähig ausgestattet, dann bieten sich für den Premiummarkt praktisch unbegrenzte Innovationsmöglichkeiten. Manche Entwicklungen sind auf die Insassen ausgerichtet, wie der Bereich Unterhaltungselektronik an Bord, Echtzeitinformationen zu Verkehrsstörungen, Verschleißüberwachung bestimmter Fahrzeugteile oder Navigationssysteme. Bei anderen Entwicklungen werden die erfassten Daten für umfassende Monitoringfunktionen genutzt, unter anderem um Lösungen für übergeordnete Herausforderungen, wie beispielsweise die Senkung des CO2 Ausstoßes, zu finden.

Beispiele für konkrete Projekte gibt es bereits einige: So bietet BMW zusammen mit Spotify einen Musik-Streamingdienst für Fahrzeuge an, und Audi China kooperiert über das Joint Venture FAW-Volkswagen mit Alibaba, Baidu und Tencent im Bereich Datenanalyse für intelligente Mobilitätslösungen in Städten. Zweifelsohne ist das vernetzte Automobil die Grundvoraussetzung für alle in der Entwicklung befindlichen Programme für autonomes Fahren, denn nur durch die elektronische Vernetzung ist es möglich, die unmittelbare Umgebung jedes einzelnen Fahrzeugs zu erfassen und zu verarbeiten.

Mikrospot RFA-Analysegeräte für Elektronikhersteller

Die Weiterentwicklung des vernetzten Autos ist eine echte Chance für Elektronikhersteller. Allerdings, je größer die Zahl der eingesetzten Leiterplatten, desto wichtiger wird es für sie im Hinblick auf eine zuverlässigere Qualitätssicherung, Materialanalysen mit hohem Durchsatz durchführen zu können. RFA-Analysegeräte bieten Elektronikherstellern hier langfristig die Sicherheit, dass selbst kleinste von ihnen produzierte Elektronikkomponenten durchgängig und exakt die geforderten Qualitätsmerkmale erfüllen. Elektronikbeschichtungen werden zunehmend dünner und werden auf immer kleineren Strukturen aufgebracht. Umso wichtiger ist es daher, dass Sie in eine Analysetechnologie investieren, die nicht nur heutige, sondern auch zukünftige Anforderungen sicher erfüllt.

Hitachi bietet ein umfangreiches Sortiment an Geräten für die Schichtdickenanalyse: von Hochpräzisions-RFA-Geräten, die die Zusammensetzung und Dicke mehrfach beschichteter Komponenten analysieren können, bis hin zu Handgeräten für die schnelle Überprüfung der Schichtdicke im Produktionsprozess.

Hier gelangen Sie zu Hitachi’s Produktpalette an RFA-Analysegeräten für die High-End-Elektronik- und Halbleiterindustrie

Technologische Innovationen beeinflussen die Materialanalyse in der Automobilindustrie

 

Elektrofahrzeuge

Was vor nur zwanzig Jahren noch ein ferner Traum war, ist heute Realität: Moderne Elektrofahrzeuge bewegen sich lautlos auf unseren Straßen, sie werden an futuristisch anmutenden Parkstationen in „Smart Cities“ geladen und tragen dazu bei, die gesundheitsgefährdende Feinstaubbelastung in den Großstädten der Welt zu verringern.

Dass wir den Elektrofahrzeugen überall auf unseren Straßen begegnen, bedeutet nicht das Ende von Innovationen in diesem Bereich. Von Anfang an hatten Elektrofahrzeuge mit dem Problem der Reichweite zu kämpfen. Eine wählerische Kundschaft, die neuen Technologien skeptisch gegenübersteht, will sichergehen, dass sie mit ihrem Familienwagen nicht auf halber Strecke liegenbleibt, weil dem Auto plötzlich der Saft ausgeht.

Entscheidend für die Reichweite eines Elektrofahrzeugs ist die Leistungsfähigkeit seines Akkus. Denn es liegt auf der Hand: Je höher die Ladekapazität, desto länger die Fahrstrecke, die das Fahrzeug bis zur nächsten Ladung zurücklegen kann. Tesla gibt aktuell für sein Modell S Long Range eine Reichweite von 600 km an. Die einzigen Akkus, die dies leisten können und kommerziell erhältlich sind, sind Lithium-Ionen-Akkus.

Doch obwohl es sich um eine bewährte Technologie handelt, haben Li-Ion-Akkus ein sicherheits-relevantes Problem, nämlich die Gefahr eines Thermal Runaways, der im schlimmsten Fall zur Explosion des Akkus führen kann. Eine mögliche Ursache sind Metallkontaminationen in der Zelle, die sich von der Kathode zur Anode bewegen und so einen Kurzschluss auslösen können, der zu einer lokalen Überhitzung führt. Klassische Analysemethoden wie die optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) oder die wellendispersive Röntgenspektroskopie (WDX), die bisher üblicherweise für die Prüfung auf Metallpartikel eingesetzt wurden, sind den Anforderungen dieser Anwendung jedoch nicht gewachsen. Denn es reicht nicht aus zu überprüfen, ob sich Metallverunreinigungen in der Zelle befinden, sondern auch die Größe und Verteilung der Partikel müssen sichtbar gemacht werden.

Das EA8000 – für eine Röntgenanalyse zur Erkennung von Metallverunreinigungen

Hitachi High-Tech hat speziell für die Erkennung und Analyse von Metallverunreinigungen in Lithium-Ionen-Batterien ein Röntgen-Partikelanalysegerät entwickelt. Dank der Kombination von Röntgendurchleuchtung und Röntgenfluoreszenzanalyse in einem Gerät sichert das EA8000 umfassend und zuverlässig die Qualität bei der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien – von der zuverlässigen Analyse der Rohmaterialien über die Prozesskontrolle bis hin zur Ausfallanalyse.

Mehr Informationen zu unserem Röntgenanalysegeräten EA8000 finden Sie hier.

Möchten Sie noch mehr darüber erfahren, wie die aktuellen Trends in der Automobilindustrie die Anforderungen an die Metallanalyse verändern?

Lagen Sie unseren Leitfaden Materialanalyse in der Automobilindustrie“ herunter.

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Datum: 18 August 2020

Autor: Matt Kreiner, Product Business Development Manager – RFA Schicktdickenmessgeräte

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