„Es braucht die vollständige Automatisierung von EDS-Komponenten“

Mit der zunehmenden Elektrifizierung steigen die erforderlichen Stromstärken und die Komplexität der Energieverteilung im Fahrzeug deutlich an. Damit wird die Zuverlässigkeit von Hochstromverbindungen im Bordnetz zu einer zentralen ingenieurtechnischen Herausforderung. Materialien, Fügetechnologien und Montagequalität bestimmen immer stärker die Lebensdauer, Sicherheit und Wartbarkeit.

Dr. Svenja Müller und Dr. Marcella Oberst, Kolleginnen bei TE Connectivity, bewegen sich in genau diesen Spannungsfeldern. Während Müller das regionale Produktmanagement für E-Mobility-Lösungen in Europa und Indien verantwortet, konzentriert sich Oberst auf die Entwicklung von Zellkontaktiersystemen und Hochstromverbindungstechnologien.

Auf dem Bordnetzkongress 2026 am 5. und 6. Mai in Ludwigsburg halten sie gemeinsam die Keynote „Bolted High-Current Connections in Electromobility – Market Overview and Contents of the new VDI Guideline 2231“, worin sie Einblicke in Konstruktionsprinzipien, Zuverlässigkeitsanforderungen und die kommende Branchenrichtlinie für Hochstrom-Schraubverbindungen geben.

Im Vorfeld der Veranstaltung in Ludwigsburg haben wir mit den Expertinnen gesprochen.

Alle Infos zum Bordnetze im Automobil Kongress

Der Bordnetzkongress gilt als zentrale Branchenplattform für Entwickler, Zulieferer und OEMs, die sich mit der elektrischen und elektronischen Architektur heutiger Fahrzeuge befassen. Im Fokus stehen Trends wie zonale Architekturen, steigende Bordnetzspannungen, neue E/E-Konzepte sowie deren Auswirkungen auf Kosten, Gewicht und Komplexität. 

Der 14. Kongress "Bordnetze im Automobil" wird am 5. und 6. Mai 2026 in Ludwigsburg stattfinden. Sind Sie gespannt? Registrieren Sie sich jetzt und sichern Sie sich Ihr Ticket.

Weitere Informationen zum Bordnetze im Automobil Kongress finden Sie hier.

Frau Dr. Müller, Frau Dr. Oberst, was wird in den nächsten fünf Jahren die größte Herausforderung für die Bordnetz- und EDS-Branche sein – und warum?

Die größte Herausforderung für die Bordnetz- und EDS-Industrie in den nächsten fünf Jahren wird die durchgängige End-to-End-Automatisierung von Kabelbäumen sein. Angesichts eines verstärkten Fokus auf Nachhaltigkeit und der Risiken von Störungen in globalen Lieferketten wird eine lokalisierte Produktion zunehmend attraktiver. Um dies unter anhaltend hohem Kostendruck zu erreichen, braucht es die vollständige Automatisierung der EDS-Komponenten – trotz hoher Variantenkomplexität und historisch stark manueller Produktionsprozesse. Parallel dazu müssen alternative Leitermaterialien wie Aluminium oder Hybridlösungen eingesetzt werden, um Kosten und CO₂-Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig langfristige Qualität und Zuverlässigkeit sicherzustellen. Sowohl die Kabelbaumfertigung als auch die Fahrzeugmontage müssen modularer und automatisierungsfreundlicher werden, ermöglicht durch zonale und vereinfachte E/E-Architekturen. OEMs werden weiterhin Just-in-Time-Lieferungen verlangen, selbst wenn Lieferketten fragiler werden und Transformationsinvestitionen steigen. Die CO₂-Reduktion muss durch leichtere Architekturen, kürzere Leitungslängen, geringere Ausschussraten und energieeffizientere Produktion vorangetrieben werden. Gleichzeitig steigen die Qualitätsanforderungen, da das EDS zunehmend sicherheitskritisch für ADAS- und autonome Fahrfunktionen wird. Autonomes Fahren erhöht zusätzlich die Anforderungen an Zuverlässigkeit, funktionale Sicherheit sowie eine kontrollierte Energie- und Signalverteilung, wobei Automatisierung helfen kann, unnötige Redundanzen zu vermeiden. Insgesamt besteht die zentrale Herausforderung darin, ein hochautomatisiertes, CO₂-armes, kosteneffizientes und fehlerfreies Bordnetzsystem in großem Maßstab bereitzustellen.

Hochstromverbindungen im Bordnetz: Materialien, Fügetechniken und Lebenszykluskosten

Welche Material- oder Fügetechnologieentscheidung von heute hat den größten langfristigen Einfluss auf Zuverlässigkeit und Lebenszykluskosten?

Die Wahl des Leitermaterials und – noch entscheidender – die Fügetechnologie zwischen Kupfer und Aluminium haben den größten langfristigen Einfluss auf Zuverlässigkeit und Lebenszykluskosten von Bordnetzsystemen. Aluminium-Kupfer-Schnittstellen sind aus Kosten-, Gewichts- und Bauraumgründen unvermeidbar, stellen jedoch das größte langfristige Risiko dar, wenn das Verbindungskonzept nicht stimmt. Mechanische Schraubverbindungen an Aluminium-Kupfer-Schnittstellen bieten wesentliche Vorteile für Hochstrom- und Dauerlastanwendungen: Sie ermöglichen extrem niedrige und stabile Kontaktwiderstände, sind im Langzeitbetrieb robust und können über den Lebenszyklus des Fahrzeugs hinweg geprüft, nachgezogen oder ersetzt werden, sofern sie korrekt ausgelegt sind. Im Vergleich zu permanenten Verbindungen bieten Schraubverbindungen eine bessere Wartbarkeit, und im Vergleich zu Steckverbindungen weisen sie eine höhere Alterungsbeständigkeit auf, insbesondere unter thermischen Zyklen und Vibration. Steckverbindungen bleiben dort essenziell, wo Modularität und Montagegeschwindigkeit im Vordergrund stehen, bringen jedoch aufgrund geringerer Normalkräfte höhere Kontaktwiderstände mit sich. Verbindungen mit atomaren Bindungen wie Schweiß- oder Lötverbindungen sind bei begrenztem Bauraum und gewichtsoptimierten Designs unverzichtbar, sind jedoch irreversibel und stellen hohe Anforderungen an Materialkompatibilität und Prozesskontrolle. Die zentrale langfristige Entscheidung lautet daher: wo stecken, wo schrauben und wo schweißen – abhängig von Strombelastung, Sicherheitsrelevanz, Zugänglichkeit und erwarteter Lebensdauerbelastung. Es gibt keine universell beste Verbindungsmethode; alle werden benötigt und müssen gezielt und konsistent eingesetzt werden. Die richtige Balance entscheidet über elektrische Stabilität, Wartbarkeit, Redundanzstrategie und die gesamten Lebenszykluskosten über Jahrzehnte hinweg, insbesondere in autonomiefähigen Fahrzeugen mit Dauerbetrieb und erhöhten Sicherheitsanforderungen.

Vor welchen Herausforderungen steht die Bordnetzbranche 2026?

Welche Herausforderung prägen die Bordnetz- und EDS-Branche in den kommenden fünf Jahren? Wir haben nachgefragt und vier Experten, allesamt Speaker auf dem Bordnetzkongress 2026, geben darauf überraschend unterschiedliche Antworten.

Welches Problem adressiert die neue VDI-2231-Richtlinie für Hochstromverbindungen in der E-Mobilität?

Die VDI 2230 ist die am häufigsten verwendete Richtlinie zur Auslegung von Schraubverbindungen. Diese gilt jedoch für Schraubverbindungen mit rein mechanischer Belastung und für verspannte Bauteile aus hochfesten Werkstoffen. Relativ weiche Materialien wie Aluminium und Kupfer sowie die Funktion der Stromführung fallen nicht in ihren Anwendungsbereich. Da die Herausforderungen solcher Verbindungen – beispielsweise aufgrund hoher thermischer Belastungen durch elektrische Ströme – anders gelagert sind, haben viele OEMs und Zulieferer eigene interne Richtlinien entwickelt. Die VDI 2231 wird die erste öffentlich verfügbare Richtlinie sein, die sich gezielt mit diesen Hochstromverbindungen befasst. Fragen wie die sichere Kombination von Leiter- und Beschichtungsmaterialien in Schraubverbindungen, die zuverlässige Messung sehr kleiner Kontaktwiderstände oder Maßnahmen zur Sicherstellung der langfristigen Stabilität elektrischer und mechanischer Eigenschaften werden darin behandelt. Ziel ist es, ein gemeinsames Verständnis zu schaffen und hochwertige Verbindungen mit möglichst geringem Zusatzaufwand für Ingenieurinnen und Ingenieure zu ermöglichen.

Schraubverbindungen in der E-Mobilität: typische Fehler und langfristige Stabilität

Welche Konstruktions- und Montagefehler führen am häufigsten zu Ausfällen im Feld und wie lassen sie sich systematisch vermeiden?

Die meisten Feldausfälle bei Schraubverbindungen sind auf Konstruktions- und Montagefehler zurückzuführen. Ein häufiger Fehler ist die Kombination von Materialien, die langfristig keine stabile elektrische Verbindung gewährleisten, sowie eine unzureichende Berücksichtigung von Oberflächenverunreinigungen. Im Gegensatz zu Steckverbindungen, bei denen die Gleitbewegung beim Stecken einen Teil der Verunreinigungen entfernen kann, werden bei Schraubverbindungen die Kontaktflächen lediglich aufeinandergepresst. Zudem sind die Oberflächen in der Regel nicht beschichtet, wie es bei Steckverbindungen oft der Fall ist. Verunreinigungen durch externe Stoffe wie Öle oder Staub sowie natürliche Oxidschichten, insbesondere auf blanken Aluminium- und Kupferschienen, können die elektrische Performance erheblich beeinträchtigen. Selbst dünne Filme auf den Kontaktflächen können die elektrische Leistung und Langzeitzuverlässigkeit deutlich verschlechtern. Daher sind Sauberkeit und eine geeignete Vorbehandlung der Oberflächen entscheidend, um einen niedrigen Kontaktwiderstand sowohl initial als auch über die gesamte Lebensdauer sicherzustellen. Ein weiteres häufiges Problem entsteht bei der Montage: Wird eine Schraube beispielsweise schräg eingesetzt, kann das erforderliche Drehmoment erreicht werden, ohne die notwendige Normalkraft aufzubauen. Solche Fehlstellungen lassen sich durch hochkontrollierte Montageprozesse oder durch systemseitige Lösungen vermeiden, die solche Fehler konstruktiv ausschließen, wie etwa beim BCON+-Steckverbinder von TE Connectivity mit Führungselementen. Eine systematische Vermeidung erfordert daher sowohl eine konstruktive Auslegung unter Berücksichtigung der erwarteten Belastungen als auch saubere und kontrollierte Montageprozesse.

Effiziente EV-Stromversorgung mit Flyback-Wandlern

Die Anforderungen an Bordnetze in E-Fahrzeugen steigen rasant. Leistungsstark, platzsparend und zuverlässig muss die Stromversorgung sein. Genau hier spielen Flyback-Wandler ihre Stärken aus und schaffen neue Spielräume im Fahrzeugdesign.

Wie sollten Ingenieurinnen und Ingenieure die Vorspannkraft über die Lebensdauer unter thermischen Zyklen, Vibration und Relaxation betrachten?

Über die gesamte Lebensdauer einer Verbindung muss die Vorspannkraft ausreichend erhalten bleiben, um eine stabile elektrische Performance sicherzustellen. Die beim Montageprozess eingebrachte Spannung nimmt durch Kriechen und Relaxation im Laufe der Zeit ab. Ein entscheidender Einflussfaktor ist die Auswahl der Legierung, einschließlich Zusammensetzung und Zustand, die die Erweichungstemperatur des Systems bestimmt. Abhängig von Materialwahl und Belastung über die Lebensdauer können Maßnahmen zur Sicherstellung der Vorspannkraft getroffen werden, beispielsweise durch den Einsatz von Federelementen. Diese sind besonders wichtig, wenn relativ weiche Aluminiumleiter hohen Temperaturen ausgesetzt sind oder strukturierte Oberflächen zur Aufbrechung von Oxidschichten eingesetzt werden. Eine ausreichende Erprobung sollte die Auslegung stets begleiten. Neben Langzeittests unter thermischer Belastung kann ein Hysteresetest helfen zu bestimmen, wie sich der Widerstand mit zunehmender Kraft reduziert und ab welchem Punkt die Kontaktstellen wieder instabil werden. Ein häufiger Fehler besteht darin, Vibration und Relaxation getrennt zu testen. Sinnvoller ist es, zunächst eine thermische Alterung durchzuführen, um Kriechen und Relaxation zu induzieren, und anschließend Vibrationstests durchzuführen. Dieser Ansatz bildet den kritischeren Lastpfad ab und erhöht die Wahrscheinlichkeit, die Stabilität der Verbindung sicherzustellen.

Standardisierung im Bordnetz: wohin sich der Markt entwickelt

In welche Richtung entwickelt sich der Markt – mehr Standardisierung oder mehr OEM-spezifische Verbindungskonzepte?

Der Markt entwickelt sich in beide Richtungen, jedoch nicht einheitlich über alle Spannungs- und Anwendungsbereiche hinweg. Vor einigen Jahren gab es ernsthafte Bestrebungen, Steckgeometrien und Schnittstellen zu standardisieren, jedoch mit begrenztem Erfolg. Ein Grund dafür ist, dass Standardisierung Zeit benötigt, während OEMs gleichzeitig schnelle Entwicklungen bei E/E-Architekturen vorantreiben. In Bereichen mit starker technologischer Dynamik besteht daher derzeit wenig Interesse an strikter Standardisierung. OEMs setzen zunehmend auf eigene Verbindungskonzepte, um Architektur, Packaging und Performance zu differenzieren – insbesondere in Hochleistungs- und sicherheitskritischen Anwendungen. Im Niedervoltbereich hingegen schreitet die Standardisierung weiter voran, getrieben durch Kostendruck, Skaleneffekte und ausgereifte Technologien. Hier können standardisierte Schnittstellen Komplexität reduzieren und die Flexibilität gegenüber Lieferanten erhöhen, ohne Innovation einzuschränken. Trotz klarer Vorteile in Bezug auf Automatisierung und Kostenreduktion überwiegt kurzfristig der Trend zu OEM-spezifischen Systemlösungen mit selektiver Standardisierung auf Komponenten- und Niedervoltebene.

Was möchten Sie persönlich vom Bordnetzkongress 2026 in Ludwigsburg mitnehmen?

Wir freuen uns insbesondere auf die Networking-Möglichkeiten beim Bordnetzkongress 2026. Die Konferenz bietet eine wertvolle Plattform, um praktische Erfahrungen bei der Integration von Hochvoltsystemen auszutauschen, neue Technologien zu diskutieren und branchenübergreifende Perspektiven von OEMs, Zulieferern und Technologieanbietern zu gewinnen.