[ Back to EurekAlert! ] Public release date: 19-Apr-2010
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Fraunhofer-Gesellschaft

Elektrische antriebskonzepte für die autos der zukunft

Diese Pressemitteilung ist verfügbar auf Englisch.

Radnabenmotoren haben gute Chancen, sich als Antriebskonzept für Elektrofahrzeuge erfolgreich durchzusetzen. Fraunhofer-Forscher entwickeln diese Motoren, die in den Rädern der Autos integriert sind. An ihrem Demonstrator-Fahrzeug »Frecc0« testen die Wissenschaftler diese und viele weitere Komponenten. Sie arbeiten in einer fachübergreifenden Kooperation von 33 Fraunhofer-Instituten an zukunftsweisenden Technologien für alle Bereiche der Elektromobilität. Erstmals stellt sich die »Fraunhofer-Systemforschung Elektromobilität« auf der Hannover Messe vor (19. - 23. April, Halle 2, Stand D22).

Um Elektroautos alltagstauglich zu machen, werden neue Fahrzeugkonzepte und Bauteile benötigt: Beispielsweise Radnabenmotoren. Einer der Vorteile von Radnabenmotoren ist, dass auf einen klassischen Motorraum verzichtet werden kann, da die Motoren direkt am Rad des Fahrzeugs untergebracht sind. Fahrzeugentwickler haben so grundsätzlich neue Möglichkeiten, das Auto zu gestalten. Weitere Vorteile: durch den Wegfall von Getriebe und Differenzial gibt es keine Verluste und keinen Verschleiß in mechanischen Übertragungselementen. Außerdem kann der direkte Antrieb des einzelnen Rads die Fahrdynamik und Fahrsicherheit verbessern.

Die Forscher entwickeln nicht nur die einzelnen Bauteile, sondern auch das Gesamtsystem. So montieren sie die Komponenten in ihr Konzeptfahrzeug »Frecc0«, den Fraunhofer E-Concept Car Typ 0, eine wissenschaftliche Versuchsplattform. Den »Frecc0« können ab kommendem Jahr auch Automobilhersteller und Zulieferer nutzen, um neue Komponenten zu testen. Basis des Demonstrators ist einbestehendes Fahrzeug: Der neue Artega GT der Firma Artega Automobil GmbH. Der Aufbau dieser Plattform und die Entwicklung des Radnabenmotors sind nur zwei von zahlreichen Projekten der »Fraunhofer-Systemforschung Elektromobilität«. Themenschwerpunkte der Forschungskooperation sind Fahrzeugkonzepte, Energieerzeugung, -verteilung und -umsetzung, Energiespeichertechnik, die technische Systemintegration sowie gesellschaftspolitische Fragestellungen. Mit 44 Millionen Euro fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF 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 wurde der Radnabenmotor bereits im 19. Jahrhundert. So rüstete Ferdinand Porsche zur Weltausstellung 1900 in Paris seinen »Lohner Porsche« mit diesen Motoren 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. Es wird also keine externe Elektronik benötigt und somit die Anzahl und der Umfang der Zuleitungen beschränkt. Gegenüber momentan auf dem Markt verfügbaren Radnabenmotoren wird sich die Leistung deutlich steigern. Außerdem gibt es ein innovatives Sicherheits- und Redundanzkonzept, damit die Fahrsicherheit auch beim Ausfall des Systems gewährleistet ist«, erklärt Professor Matthias Busse, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM. Neben dem IFAM packen Forscher vom Fraunhofer-Institut für IntegrierteSysteme und Bauelementetechnologie IISB, für Werkstoffmechanik IWM und Betriebsfestigkeit und Zuverlässigkeit LBF das Thema an.

Kritiker bemängeln die negativen Auswirkungen der Radnabenmotoren auf das Fahrverhalten. Dr. Hermann Pleteit, IFAM-Projektleiter, 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, kann man diese Auswirkungen kompensieren. Der Fahrkomfort wird 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. Die Experten sprechen hierbei von Rekuperation. Sie arbeiten nun daran, diese Energierückgewinnung in Zukunft zu maximieren. Das nachwievor eingesetzte herkömmliche mechanische Bremssystem wird nur noch in Notsituationen benötigt.

Mit dem Fraunhofer-Radnabenmotor setzen die Forscher die Idee von Ferdinand Porsche für die Autos der Zukunft um und testen diese Bauteile am Demonstratorfahrzeug.

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