Interview: Radnabenantriebe schaffen völlig neue Möglichkeiten

Dr. Gunter Freitag, Siemens Forschungsabteilung Corporate Technology: "Wichtig ist ein guter Wirkungsgrad im Teillastbereich." (Bild: Siemens).

Radnabenantriebe erleben derzeit ein Comeback. Wir sprachen mit Dr. Gunter Freitag von der zentralen Siemens-Forschungsabteilung ‚Corporate Technology‘, was dahinter steckt.

von Dietmar Poll
Herr Freitag, welche Art von Radnabenmotor entwickeln Sie?
Ergänzend zum aktuell verfügbaren Antriebsportfolio der Siemens Business Unit ‚Electric Car‘ arbeiten wir in der zentralen Siemens-Forschung an der Entwicklung eines Radnabenantriebs für automobile Anwendungen. Unser Radnabenantrieb ist als permanent-erregte Synchronmaschine aufgebaut, damit erreichen wir eine hohe Leistungsdichte. Wichtig ist hierbei ein guter Wirkungsgrad im Teillastbereich, weil solch eine Maschine im Fahrzeugeinsatz die meiste Zeit eben nicht unter Volllast betrieben, sondern eher mit mäßiger Leistung und dafür dynamisch beansprucht wird.

Für welchen Einsatzbereich ist dieser vorgesehen?
Ein solcher Radnabenmotor könnte vor allem in Fahrzeugen zum Einsatz kommen, die hauptsächlich in Städten fahren. Eine hohe Endgeschwindigkeit des Fahrzeugs ist also nicht das Ziel. Wir wollten die Radnabenmaschine als Antrieb verwenden und gleichzeitig damit die Reibbremse auf der Hinterachse ersetzen. Dementsprechend haben wir sie als Motor und zugleich als Bremse optimiert. Damit wir sie als Bremse verwenden können, muss sie kurzeitig sehr hohe Drehmomente aufbauen können – und das über den gesamten Drehzahlbereich hinweg. Je mehr Bremsmoment die elektromotorische Bremse übernehmen kann, desto mehr kinetische Energie des Fahrzeugs kann wieder in elektrische Energie überführt und in der Batterie gespeichert werden. Gleichzeitig muss sie leistungsstark genug sein, um ein Stadtfahrzeug über längere Strecken anzutreiben.

Wie wollen Sie den negativen Einfluss auf das Fahrverhalten durch den Radnabenantrieb vermeiden?
Radlastschwankungen und zu geringen Teilen Aufbaubewegungen werden durch die Massen an den Rädern beeinflusst, die somit das Fahrverhalten mitbestimmen. Der Einfluss dieser ungefederten Massen wird allerdings deutlich überschätzt. Es gibt genügend Untersuchungen und Studien die nachweisen, dass sie sich in diesem Einsatzbereich für den durchschnittlichen Autofahrer nicht spürbar auswirken.

Nennen Sie uns bitte die Vorteile Ihres künftigen Radnabenantriebs?
Wenn ein Radnabenantrieb verwendet wird, entfallen Getriebe, Differential und Wellen. Neben dem Platz, den man dabei gewinnt, werden dadurch auch Gewicht und Kosten eingespart. Mit Radnabenmaschinen lassen sich verteilte Antriebe leicht umsetzen. Damit ergeben sich neue Möglichkeiten für die Fahrdynamik, wie zum Beispiel Torque Vectoring, mit dem das Lenkverhalten des Fahrzeugs mit Hilfe des Antriebs gesteuert werden kann. Langfristiges Ziel der Entwicklung ist Antrieb, Bremse, Dämpfung und Lenkung in einem Rad-Modul zusammenzufassen. Die vollständige Integration des Antriebs in das Rad schafft völlig neue Freiheiten bei den Fahrzeugkonzepten.

aus Produktion Nr. 1-2, 2012