Profitieren künftige Elektroautos vom Radnabenmotor?
Profitieren künftige Elektroautos vom Radnabenmotor? Bilder

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Radnabenmotoren haben gute Chancen, sich als Antriebskonzept für Elektrofahrzeuge durchzusetzen. Fraunhofer-Forscher entwickeln solche Motoren. Sie und viele weitere Komponenten werden am Demonstrationsfahrzeug „Frecc0“ getestet.

An zukunftsweisenden Technologien für alle Bereiche der Elektromobilität arbeiten die Wissenschaftler in einer fachübergreifenden Kooperation von 33 Fraunhofer-Instituten. Erstmals stellte sich die Fraunhofer-Systemforschung Elektromobilität auf der Hannover Messe vor.

Um Elektroautos alltagstauglich zu machen, werden neue Fahrzeugkonzepte und Bauteile benötigt; dazu gehören beispielsweise Radnabenmotoren. Einer ihrer Vorteile ist, dass auf einen klassischen Motorraum verzichtet werden kann, da die Motoren direkt am Rad des Fahrzeugs untergebracht sind. Fahrzeugentwickler haben damit grundsätzlich neue Möglichkeiten, das Auto zu gestalten. Durch den Wegfall von Getriebe und Differenzial gibt es zudem weder Verluste noch Verschleiß an mechanischen Übertragungselementen. Mit dem direkten Antrieb des einzelnen Rades lassen sich auch Fahrdynamik und Fahrsicherheit verbessern.

Die Forscher entwickeln nicht nur die einzelnen Bauteile, sondern auch das Gesamtsystem. Dazu montierten sie die Komponenten in ihr Konzeptfahrzeug Frecc0, Fraunhofers E-Concept Car Typ 0. Diese wissenschaftliche Versuchsplattform können ab kommendem Jahr auch Automobilhersteller und Zulieferer nutzen, um neue Komponenten zu testen. Basis des Demonstrators ist ein bestehendes Fahrzeug: der neue Artega GT der Firma Artega Automobil GmbH.

Weitere Themenschwerpunkte der Forschungskooperation sind Fahrzeugkonzepte, Energieerzeugung, -verteilung und -umsetzung, Energiespeichertechnik, die technische Systemintegration, aber auch gesellschaftspolitische Fragestellungen. Mit 44 Millionen Euro fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung diese Fraunhofer-Initiative. Ziel ist die Entwicklung von Prototypen für Hybrid– und Elektrofahrzeuge, um den Einstieg der deutschen Automobilindustrie in die Elektromobilität zu unterstützen.

Erfunden wurden Radnabenmotoren bereits im 19. Jahrhundert. Ferdinand Porsche rüstete damit seinen zur Weltausstellung 1900 in Paris gezeigten „Lohner Porsche“ aus. Seitdem hat sich viel getan: „Wir entwickeln einen Radnabenmotor, bei dem alle wesentlichen elektrischen und elektronischen Komponenten, insbesondere die Leistungs- und Steuerungselektronik, im Bauraum des Motors integriert sind“; erklärt Professor Matthias Busse, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung. Es werde also keine externe Elektronik benötigt, und damit könne die Anzahl und der Umfang der Zuleitungen beschränkt werden. Gegenüber momentan auf dem Markt verfügbaren Radnabenmotoren werde sich die Leistung deutlich steigern. Außerdem gebe es ein innovatives Sicherheits- und Redundanzkonzept, damit die Fahrsicherheit auch beim Ausfall des Systems gewährleistet ist. Das Thema packen auch Forscher vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie, für Werkstoffmechanik, Betriebsfestigkeit und Zuverlässigkeit an.

Kritiker bemängeln die negativen Auswirkungen der Radnabenmotoren aufs Fahrverhalten. IFAM-Projektleiter Dr. Hermann Pleteit entgegnet: „Der Motor ist sehr kompakt. Die hohe Leistungs- und Drehmomentdichte führt nur zu einer verhältnismäßig geringen Erhöhung der ungefederten Masse.“ Durch andere Auslegungen des Fahrwerks, zum Beispiel der Dämpfereinstellungen, könne man diese Auswirkungen kompensieren. Der Fahrkomfort werde nicht beeinflusst.

Einer weiteren Herausforderung stellen sich die Forscher: Im Gegensatz zu konventionellen Fahrzeugen kann bei Elektroautos die beim Bremsen entstehende Energie zurückgewonnen und wieder in die Batterie eingespeist werden (Rekuperation). Jetzt werde daran gearbeitet, die Energierückgewinnung zu maximieren. Das nach wie vor eingesetzte mechanische Bremssystem werde nur noch in Notsituationen benötigt.

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April 28, 2011 um 3:38 pm Uhr

Lorinser Easybrid – Hybridnachrüstungen elektrisieren die Zukunft
Die EU wird in den nächsten Jahren die Schadstoff- und CO2-Emission der Kraftfahrzeuge durch strenge gesetzliche Regelungen drastisch reduzieren. Elektromobile Technologien sind in der Entwicklung, jedoch noch nicht in großen Stückzahlen und kostengünstig verfügbar. Kombinationen aus Elektro- und Verbrennungsmotor in einem Hybridantrieb sollen in den nächsten Jahren diese Lücke schließen. Doch die nachträgliche Umrüstung eines Kraftfahrzeugs zum Hybrid ist bisher nur mit einem massiven Eingriff in den Antriebsstrang verbunden. Hier greift die alternative Lösung von Lorinser. Easybrid realisiert die schnelle Umrüstung zum Hybridfahrzeug ohne Veränderungen am Motor oder Getriebe. Technisch wird dies durch optimierte Radnabenmotoren erreicht, die eine zusätzliche elektrische Leistung von 30 kW ermöglichen und dadurch die Verbrauchs- und CO2-Werte erheblich reduzieren. Die Reichweite für rein elektrisches Fahren beträgt etwa 30 km, der Aktionsradius im Hybridbetrieb ist 500 km. Gewählt werden kann zwischen einem rein elektrischen, rein verbrennungsmotorischen oder einem kombinierten Antrieb. Der Easybrid ist ein Plug-in-Hybrid mit Lithium-Ionen-Akkus und Rekuperation. Alle Komponenten wurden erstmals exemplarisch in einem Smart verbaut. Voraussetzung für eine Umrüstung sind Trommelbremsen an der Hinterachse. Außerdem soll mit Energieunternehmen, die den Strom aus regenerativen Quellen beziehen, ein Batteriefinanzierungskonzept erarbeitet werden, bei dem die Akkus im Besitz der Energieversorger bleiben. Ziel ist es, so der Projektleiter Martin Oberdörfer-Schmidt, Emobilität kostengünstig einer breiten Masse zur Verfügung zu stellen. Das Projekt Easybrid will Investoren und Partnern aus Forschung und Entwicklung interessante Möglichkeiten aufzeigen, um gemeinsam die Zukunft zu gestalten.

Gast auto.de

April 28, 2011 um 3:37 pm Uhr

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