Seit sich neue Firmen ebenso wie die großen Autokonzerne wieder dem Elektroauto widmen, ist auch der sogenannte elektrische Radnabenantrieb wieder aus der Versenkung aufgetaucht. Seine Vorteile liegen vor allem darin, dass bei seinem Einsatz der klassische Antriebsstrang ebenso wie die Übertragungsverluste wegfallen und er in der Regel auch Gewicht spart. Darüber hinaus bietet er die Möglichkeit des Allradantriebs, sofern er in allen vier Reifen verbaut wird. Einen solchen Radnabenantrieb hat Schaeffler unter der Bezeichnung „E-Wheel Drive“ entwickelt und auf dem „auto, motor und sport“-Kongresses in einem Entwicklungsfahrzeug auf Basis eines Ford Fiesta präsentiert. Dabei handelt es sich um hochintegrierte Radnabenantriebe, bei denen sämtliche für Antrieb, Verzögerung und Fahrsicherheit notwendigen Bauelemente – wie Elektromotor, Leistungselektronik und Controller, Bremse sowie Kühlung – Platz innerhalb der Felge finden.

Foto: Schaeffler

In dem Entwicklungsfahrzeug kommen zwei dieser E-Wheel Drive Motoren in den hinteren Radhäusern zum Einsatz. Jeder von ihnen verfügt über eine Dauerleistung von 33 kW (zusammen: 90 PS) und die Spitzenleistung liegt bei jeweils 40 kW (zusammen: 110 PS). Das Drehmoment des flüssigkeitsgekühlten Radnabenantriebs der zweiten Entwicklungsstufe (Beta) liegt bei bis zu 700 Nm. Im Vergleich zu den Radnabenmotoren, die im Jahr 2010 im Ideenfahrzeug Schaeffler Hybrid (auf Basis eines Opel Corsa) vorgestellt wurden (Generation Alpha), verfügt das aktuelle Modell über ein Drittel mehr Leistung und ein um 75 Prozent höheres Drehmoment. Die elektrische Spannung des Hochvoltantriebs beträgt 360 – 420 Volt.

Das komplette Rad inklusive Antrieb bringt stolze 53 Kilogramm auf die Waage, wohingegen ein klassisches Rad mit Radlager und Bremse nur etwa 8 Kilogramm wiegt. Der Radnabenantrieb mit einem Volumen von 16 Litern findet dabei in einer 16-Zoll-Felge Platz. Das Gewicht stieg gegenüber der Generation Alpha zwar noch einmal um sechs Kilogramm an, beim Vorgänger wurde die Leistungselektronik allerdings auch noch im Fahrzeug und nicht im Rad verbaut. „Insgesamt konnten wir das Fahrzeuggewicht aber noch einmal senken“, betont Dr. Raphael Fischer, Leiter Produktgruppe Radnabenantriebe im Schaeffler Systemhaus Elektromobilität, „da neben der Flüssigkeitskühlung auch die Leistungselektronik und Controller im Rad platziert werden konnten und eine umfangreiche Verkabelung im Fahrzeug entfällt.“

Grafik: Schaeffler

Der Radnabenantrieb wird in Zukunft völlig neue Fahrzeugkonzepte ermöglichen, die mit einem herkömmlichen Antriebsstrang nicht realisierbar sind, wie etwa mit komplett eben Böden zwischen den Rädern. Die heute verwendeten Kleinwagen Kleinwagen können daher auch nur als Erprobungsträger dienen und das Potential nicht voll ausnutzen, wie Prof. Peter Gutzmer, Schaeffler Vorstand für Forschung und Entwicklung, erklärt. Auf dem „auto, motor und sport“-Kongresses fügte er hinzu: „Erst der hochintegrierte Radnabenantrieb ermöglicht es, das Stadtauto neu und völlig frei zu denken. Er ist zukünftig ein Schlüssel für neue Fahrzeugkonzepte und Automobilplattformen. Für urban genutzte Elektrofahrzeuge, wie sie in einigen Ballungsräumen obligatorisch werden können, schafft der Radnabenantrieb eine bislang ungekannte Raumökonomie. Bei diesen neuartigen Fahrzeugkonzepten sind alle für Vortrieb, Bremsen und Fahrsicherheit relevanten Bauteile im Rad untergebracht. In der Fahrzeugplattform bleibt damit der maximale Platz für Passagiere, Gepäck sowie Batterie, Elektronik und Kommunikation. Und darauf können die Fahrzeughersteller dann unterschiedliche Karosserien realisieren. Das ist so, wie das Autobauen einmal angefangen hat.“