Elektrische Radnabenmotoren

Heutige Elektromotoren und deren Fertigungsmethoden sind nicht fit für "das Elektroauto" der Zukunft. Mit diesem von vielen Ingenieuren getragenen Urteil hat die Fahrzeugbranche begonnen, vielfältige Hausaufgaben für den elektrischen Antriebsstrang abzuarbeiten. Zahlreiche Entwicklungsinitiativen für das Elektromobil starten - mit dem Blick auf mögliche Kundenwünsche und überlebensnotwendige Differenzierungsmerkmale. Die Positionierung eines Premiumproduktes könnte bedeuten, mit dem Charme eines Hightech-Autos, durch Radnabenmotoren angetrieben, in den Markt zu starten. Zukunftsmusik? Ja. Zukunft, in der Musik steckt. Denn es ist spannend zu beobachten, was jenseits des Pflichtprogramms "Zentraler E-Motor" für den Radnabenmotor in der Kür heute schon trainiert wird.

Zu den Schwerpunktthemen, denen sich ATZelektronik in diesem Jahr widmet, zählen Elektromotoren für den Einsatz in Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Denn der Diskussionsbedarf im derzeitigen Findungsprozess und um den Weg in Richtung auszuarbeitender Standards ist hoch. Allein die Einordnung, welches Motorenprinzip in Kombination mit oder ohne Getriebe sich am besten für den Einsatz in welchen Fahrzeugtypen eignet, birgt einen spannenden Austausch - ebenso die Suche nach alternativen und unter Ressourcenverfügbarkeit geprüften Materialien. Aspekte fertigungsgerechter Entwicklung öffnen ein breites Betätigungsfeld.

Beide Beiträge im Titelthema zu elektrischen Radnabenmotoren streifen viele dieser Überlegungen. Schaeffler vertieft die Diskussion verschiedener Konstruktionskriterien und gibt Einblicke in den sorgsamen Auswahlprozess geeigneter Motorprinzipien. Im Hause Schaeffler entstand das "eWheelDrive"-Konzept, das veranschaulicht, welche Knackpunkte bei der Entwicklung von Radnabenmotoren zu beachten und wie diese lösbar sind. Mit einem ersten Prototypen geht Schaeffler einen pragmatischen Weg. Bewährte Standardkomponenten wie Radlager und die Bremse bleiben unverändert. Lernen lässt sich vor allem aus umfangreichen Tests, denen "eWheelDrive" unterzogen wurde. Unter anderem widerlegen die Ergebnisse das Vorurteil, die ungefederten Massen - streng genommen sind sie radgefedert - seien zu hoch. Jedenfalls trifft dies auf den Einsatz von Mittelklassefahrzeugen zu, wie Schaeffler betont. Ein Zusatzgewicht von 30 kg im Rad sei unkritisch und weder subjektiv noch objektiv spürbar.

Für Leichtfahrzeuge spielen derartige Massen im Rad eher eine Rolle, wie im zweiten Titelbeitrag des Ingenieursbüros Evomotiv und der Universität Offenburg deutlich wird. Entwicklung und Tests eines alltagstauglichen Prototyps liegen zwar hinter denen von Schaeffler zurück. Doch birgt der Entwicklungsansatz "von der Rennstrecke auf die Straße" wichtige, nachvollziehbare Iterationsschleifen und pfiffige Ideen. Die Autoren diskutieren ebenfalls alternative Konstruktionen und beschreiben zudem Elektrik/Elektronik-Architekturen sowie Regelsysteme.

Das Interview mit Wilfried Nietschke weitet den Fokus auf die Hausaufgaben im elektrischen Antriebsstrang und auf künftige Fahrzeugentwicklungen. Spannend zu lesen sind seine Einschätzungen, die er im Bereich der in die Zukunft weisenden Technologiebetrachtungen bei der IAV schärfte.

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