Wie verbinde ich das Smartphone in Zukunft mit dem Fahrzeug?

Welche Lösungsansätze gibt es aktuell und warum drahtgebunden momentan noch die bessere Variante ist

Das Smartphone ist in der heutigen Zeit unser ständiger Begleiter. Egal ob in der Freizeit, in der Arbeit oder auch im Fahrzeug. Um die vielen Funktionen des Smartphones wie Radio, Musik-Streaming oder Navigation im Auto nutzen zu können, muss das Smartphone in irgendeiner Form mit dem Fahrzeug kommunizieren.

Hierbei stößt man oft auf Fragen wie: Muss ich das Handy mittels Kabel mit dem Fahrzeug verbinden oder funktioniert das auch kabellos, sprich wireless? Wo finde ich die USB-Buchse zum Anstecken? Habe ich ein Adapterkabel dabei? Falls ja, ist es das richtige Kabel mit den passenden Steckern?

Da stellt sich natürlich schon mal die Frage, ob eine kabellose Verbindung zwischen Fahrzeug und Smartphone nicht die bessere Variante wäre. Genau dieser Frage gehen wir in diesem Blogartikel nach. Hier erfahren Sie, welche Möglichkeiten es aktuell gibt, sein Handy mit dem Fahrzeug zu verbinden und welche Funktionen Sie damit nutzen können.

Was versteht man unter Wireless?

Grundsätzlich kommt der Begriff „wireless“ aus dem Bereich der Telekommunikation und beschreibt eine kabellose Signalübertragung über elektromagnetische Wellen.

Bei einem kabellosen Ladevorgang, dem Wireless Charging, wird die Energie induktiv, also über bewegte magnetische Felder zwischen Sender und Empfänger übertragen. Hierfür müssen beide Geräte (Ladegerät und Smartphone) über die entsprechende Ausstattung verfügen.

Bei der draht- bzw. kabellosen Datenübertragung unterscheidet man im Wesentlichen zwischen

  • IR Wireless (Datenübertragung mittels Infrarot-Strahlung, beschränkte Reichweite),
  • Fixed Wireless (modemgebunden, Heim- und Bürobereich),
  • Mobile Wireless (drahtlose, festinstallierte Geräte wie z.B. Autotelefon) und
  • Portable Wireless (autonome, drahtlose Geräte mit Akku wie z.B. Mobiltelefon).

Das Wireless Power Consortium – der Standard für Wireless Charging

Das WPC (Wireless Power Consortium) beschäftigt sich seit 2008 mit der Entwicklung und Pflege von Normen für verschiedenste drahtlose Energieanwendungen. Die offene Gruppe, mittlerweile bestehend aus über 400 Mitgliedsunternehmen aus allen möglichen Branchen, arbeitet an dem großen Ziel, alle kabellosen Ladegeräte und kabellosen Stromquellen weltweit kompatibel zu gestalten. Mit dem Hintergrund sich immer weiterentwickelnder tragbarer Geräte und Applikationen wie Laptop, Tablet, Drohne oder Küchenhelfer, macht ein gemeinsamer, aktueller Standard auf alle Fälle Sinn.

Der bekannteste Standard auf diesem Gebiet ist sicherlich der Qi-Standard (ausgesprochen „chee“), der vorwiegend für das Laden von Smartphones verwendet wird. Mit dem Baseline-Power-Profil können momentan kleine elektronische Geräte mit bis zu 5 Watt geladen werden, mit dem Extend-Power-Profil stellt die Ladeanwendung sogar bis zu 15 Watt zur Verfügung. Die Mitglieder der WPC arbeiten aktuell an einer Optimierung des Leistungsprofils, um künftig mit derselben Technologie auch Laptops oder Notebooks laden zu können. Hier werden Leistungsstufen zwischen 30 W und 60 W angestrebt.

Der Qi-Standard umfasst eine weltweite Zertifizierung für kabellose Geräte und stellt damit sicher, dass alle Qi-zertifizierten Geräte untereinander kompatibel sind, unabhängig von Hersteller, Herkunftsland, Version oder anderen Faktoren. Auch der Sicherheitsgedanke hinsichtlich Hitzeschutz und Fremdkörpererkennung spielt hierbei eine bedeutende Rolle.

Integration von Smartphones in das Infotainment-System des Fahrzeugs

Aktuell gibt es zwei wesentliche Anwendungen, wie Smartphones in das Infotainment-System eines modernen Fahrzeugs integriert werden können: Zum einen Android Auto für die Einbindung von Smartphones mit Android-Betriebssystemen und zum anderen CarPlay für die Einbindung von iOS-basierten iPhones. Die etwas ältere MirrorLink-Anwendung spielt bei den neueren Fahrzeuggenerationen keine tragende Rolle mehr, ist aber nach wie vor in einer Vielzahl von Autos und Smartphones im Einsatz. 

Mirror Link

Mirror Link (entwickelt vom Car Connectivity Consortium) beschreibt eine Schnittstelle zur Datenübertragung zwischen dem Infotainment-System eines Fahrzeugs und einem mobilen Endgerät. Die Konnektivität wird hauptsächlich für Navigation und Medienwiedergabe genutzt, indem bestimmte (konforme) Apps des Smartphones mit dem Infotainment-System (IVI – In-Vehicle Infotainment) des Fahrzeugs interagieren und deren Benutzeroberfläche (User Interface) auf dem Display angezeigt wird. Diese Anwendungsprogramme werden über diverse Schaltelemente im Cockpit oder über das Display gesteuert. 

Android Auto

Das Ziel der eigens 2014 dafür gegründeten Open Automotive Alliance unter der Führung von Google und dem Chiphersteller NVIDIA ist und war von Beginn an, Android Auto ins Fahrzeug zu bringen. Optimalerweise als richtiges, eigenständiges Betriebssystem für das Infotainment-System.

Unter dem Überbegriff Android Auto unterscheidet man aktuell zwischen verschiedenen Versionen wie

  • Android Auto (spiegelt Smartphone-Apps auf das Display),
  • Android Auto für Smartphones (Stand Alone-App nur nutzbar auf Smartphone), dessen Nachfolger Google Assistant Driving Mode (Spiegelung auf Display, zwei Apps gleichzeitig nutzbar, nur Hochformat) und
  • Android Automotive (vollwertiges Betriebssystem für Infotainment).

Android Automotive als neueste Entwicklung aus dem Hause Google soll künftig als eigenständiges Basis-Betriebssystem (kein Smartphone notwendig) für Infotainment, Instrumententafel und Steuerung der Klimaanlage im Fahrzeug dienen. Volvo und Polestar nutzen das System bereits. Entwicklungen auf der System-Plattform laufen unter anderem bei Fiat Chrysler. Auch General Motors denkt über den Einsatz nach.

Die Verbindung zwischen Mobilgerät und Fahrzeug war lange Zeit nur mit einem USB-Kabel möglich. Neuere Fahrzeuggenerationen unterstützen mittlerweile eine kabellose Datenübertragung über Wireless Android Auto bzw. Android Auto over Wifi durch eine 5 GHz-WLAN-Verbindung. Die Telefonfunktion erfolgt weiterhin über Bluetooth. Zur erstmaligen Initialisierung der kabellosen Verbindung muss allerdings eine einmalige Verbindung zwischen Smartphone und Fahrzeug mit einem USB-Kabel hergestellt werden.

Der wesentliche Vorteil von Android Auto ist sicherlich die immer gleichbleibende Bedienung und Optik unabhängig vom Fahrzeug und eine einfache und übersichtliche Darstellung der Funktionen. Zudem kann im Auto und vom Handy aus auf den gleichen Datensatz in der Cloud zugegriffen werden.

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CarPlay

CarPlay funktioniert im Wesentlichen genauso wie Android Auto mit ein paar wenigen Unterschieden. Die Integration von CarPlay findet man bei nahezu allen Fahrzeugherstellern, ausgenommen Tesla (Stand März 2022).  

Zu den Vorteilen zählen sicherlich das intuitive Bedienkonzept von Apple auf der optimierten CarPlay-Oberfläche für Displays und die innovative Sprachsteuerung (Siri – Speech Interpretation and Recognition Interface), mit der die meisten Funktionen wie Telefonie, Musik, Nachrichten und Navigation ohne großen Ablenkungsfaktor (Einsatz der Hände) bedient werden können. Definitiv ein Mehrwert inklusive wichtigem Sicherheitsfaktor.

Zudem lässt Apple auch immer mehr Fremd-Apps wie Google Maps für CarPlay zu. Somit kann sich ein Interessent die Zusatzkosten für ein teures Infotainment-System beim Kauf des Fahrzeuges sparen.

Über CarPlay wireless lässt sich mittels Bluetooth und WLAN problemlos eine Verbindung zwischen Smartphone und Fahrzeug herstellen. Eine kabelgebundene Lösung ist natürlich auch möglich.

Ein weiterer Vorteil ist die CarPlay-Updatefunktion inklusive neuer Funktionen direkt über das iPhone.

Die einzigen nennenswerten Nachteile bei CarPlay sind lediglich der eingeschränkte Funktionsumfang hinsichtlich Fahrzeugfunktionen wie Klima- oder Heizungssteuerung oder die nach wie vor etwas begrenzte Anzahl an verfügbaren Apps. Wobei laut Ankündigung auf der WWDC 2022 ab Herbst 2023 eine neue Version zur Verfügung stehen soll, die unter anderem auch Klimageräte steuern kann. Als Partner wurden hierfür Porsche und Audi genannt.

Vor- und Nachteile der kabellosen Lösungen

Ein großer Vorteil der kabellosen Ansätze ist der Verzicht auf das umständliche „Einstöpseln“ der Peripherie. Ebenso muss man sich als Nutzer nicht mehr mit zusätzlichen Kabeln im Fahrzeuginnenraum auseinandersetzen.

Zudem werden die Ladebuchsen der Smartphones geschont beziehungsweise man kann komplett darauf verzichten – eine Schwachstelle weniger hinsichtlich Staub- und Wasserschutz. Anders als bei kabelgebundenen Lösungen, bei denen immer das passende Kabel mit den passenden Steckern zur Verfügung stehen muss, kann man über den Qi-Standard alle möglichen Hersteller und Marken (Ladegerät und Mobiltelefon) miteinander kombinieren, da die meisten Geräte untereinander kompatibel sind.

Der größte Nachteil des kabellosen Ansatzes ist die noch relativ geringe Ladeleistung, die aktuell übertragen werden kann. Wie bereits erwähnt liegt die maximale Ladeleistung bei 30 bis 60 Watt. Gleichzeitig ist die Verlustleistung – in Form von Wärme – ziemlich hoch. Aktuelle USB-Anwendungen bedienen bereits bis zu 100 Watt (über Kabel) und für neue Generationen sind sogar bis zu 250 Watt angedacht. Durch den geringeren Wirkungsgrad im Vergleich zum kabelgebundenen Ansatz muss man in Puncto Ladegeschwindigkeit doch noch enorme Einbußen hinnehmen. Von schnellem Laden kann hier nicht die Rede sein. Auch die Wärmeentwicklung der Ladeelektronik wirkt sich nicht förderlich auf den Akku aus, wodurch ein schnellerer Verschleiß in Kauf genommen werden muss. Zudem muss das Mobiltelefon exakt auf der Ladeschale positioniert sein, um einen einwandfreien Ladevorgang zu garantieren. Sollte es aufgrund leichter Erschütterungen verrutschen, unterbricht der Ladevorgang – und das ohne Feedback an die Fahrzeuginsassen.

Sicherlich positiv erwähnenswert ist jedoch die bereits tadellos funktionierende drahtlose Datenkommunikation zwischen mobilem Endgerät und dem Fahrzeug bzw. der jeweiligen Steuereinheit über WLAN oder Bluetooth. Hierbei lassen sich schon sehr viele Anwendungen auf das Multimediasystem übertragen und es kann mit ruhigem Gewissen auf eine kabelgebundene Lösung verzichtet werden.

Kategorie Kabellose Verbindung –
Smartphone Fahrzeug
Kabelgebundene Verbindung –
Smartphone Fahrzeug
Ladeleistung +
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Kabellose vs. drahtgebundene Verbindung zwischen Fahrzeug und Smartphone

Sicher ist sicher: drahtgebundene Verbindung

Die zuverlässigere und effektivere Lademöglichkeit ist hierfür sicherlich eine Direktverbindung des Smartphones an ein dafür entwickeltes USB-Lademodul über Adapterkabel. Solche Module werden serienmäßig mit einer Ladeleistung von bis zu 100 Watt in einfacher beziehungsweise doppelter Ausführung in den Fahrzeugen verbaut.

Um sich zusätzlich noch ein wenig Platz im Dashboard zu sparen, kann man auch auf sogenannte abgesetzte Lösungen zurückgreifen, bei denen nur die Kundenschnittstelle im Dashboard verbaut ist und die zugehörige Elektronik dezentral (z.B. in einer anderen Steuereinheit) „versteckt“ wird.

Abgesetzte Kundenschnittstelle mit C-KLIC Anbindung vs. USB Lademodul mit USB C Buchse

Zusammenfassung und Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die kabellose Ladefunktion ein durchaus praktisches Feature ist, welches aber noch genügend Verbesserungspotenzial hinsichtlich Ladeleistung und Wirkungsgrad birgt. Kabelgebundenes Laden ist definitiv die sicherere und effektivere Variante, wenn es schnell und sicher ablaufen muss.

In Puncto kabellose Datenübertragung (Android Auto, CarPlay) scheint der Weg schon wesentlich weiter fortgeschritten. Die Kommunikation mit dem Fahrzeug funktioniert über Bluetooth und WLAN sehr zuverlässig und es lassen sich soweit auch alle notwendigen Applikationen auf das Infotainment-System übertragen. Lediglich bei der erstmaligen Initialisierung mit Android Auto muss eine kabelgebundene Verbindung hergestellt werden.

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Über Klaus Bramhofer

Klaus Bramhofer ist Leiter des Technischen Produktmanagements bei MD. Seine Mission ist es, MD als Lieferanten und Entwicklungspartner für Steckkomponenten im Automobilsektor aufzubauen. Mehr als 9 Jahre Branchenerfahrung machen ihn zu einem Experten auf diesem Gebiet. Nach seinem Einstieg als Application Engineer hat er in seiner Position als Manager Development Sensor Cables eine Entwicklungsabteilung aufgebaut und geführt. Neben dem engen Kontakt zu Kunden und dem Arbeiten in einem globalen Team schätzt er die damit einhergehenden interkulturellen Erfahrungen an seinem Job ganz besonders.