Elektroantrieb
Neues Antriebsmodul von Siemens-VDO verschwindet im Rad
Ein Antriebssystem, das den Verbrennungsmotor, die Bremse, die hydraulischen Stoßdämpfer und die klassische Radaufhängung in einem Elektronik-Modul zusammenfasst

Die Technik zukünftiger Elektroautos wandert ins Rad Mehr Sicherheit, weil Pedale und Lenksäule fehlen Der Radnabenmotor setzt bis zu 96 Prozent der eingesetzten Energie in Vortrieb um

Siemens VDO integriert im eCorner-Modul Antrieb, Lenkung, Dämpfung und Bremse direkt in den Rädern

Neues Antriebsmodul von Siemens-VDO verschwindet im Rad

Der Automobilzulieferer Siemens VDO entwickelt ein neues Antriebsmodul, bei dem Antrieb, Lenkung, Dämpfung und Bremse direkt in die Räder des Fahrzeuges integriert sind. In 15 Jahren, so prognostiziert Siemens VDO, wird das "umweltfreundliche Drive-by-Wire-Auto auf unseren Straßen zu sehen sein". Das Konzept mit dem Namen eCorner bildet die Basis für jene umweltfreundlichen "Drive-by-Wire"-Autos, die in 15 Jahren auf unseren Straßen zu sehen sein werden. Das eCorner ersetzt die klassische Radaufhängung mit hydraulischen Stoßdämpfern, die mechanische Lenkung, die hydraulische Bremse und vor allem den klassischen Verbrennungsmotor. Für den Autofahrer bedeutet das eCorner weniger Verbrauch, mehr Sicherheit und Komfort. Den Designern zukünftiger elektrisch angetriebener und elektronisch gesteuerter Autos gewährt das eCorner völlig neue Gestaltungsfreiheiten. Was harmlos klingt, könnte den Automobilbau komplett revolutionieren, denn Verbrennungsmotoren würden nicht mehr gebraucht. Das System ersetzt die klassische Radaufhängung mit hydraulischen Stoßdämpfern, die mechanische Lenkung, die hydraulische Bremse und vor allem den klassischen Verbrennungsmotor. Stattdessen kommen Hybrid- oder Elektromotoren zum Einsatz.

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Siemens VDO Automotive entwickelt unter dem Namen eCorner ein Antriebssystem, das den Verbrennungsmotor, die Bremse, die hydraulischen Stoßdämpfer und die klassische Radaufhängung in einem Elektronik-Modul zusammenfasst und in den Rädern des Fahrzeugs unterbringt.

Hybrid ist nur ein Zwischenschritt

Zwar investiert Siemens VDO auch weiterhin in die Optimierung des klassischen Verbrennungsmotors, um dessen Potenzial vollständig auszuschöpfen. Gleichzeitig ist jedoch auch der Blick nach vorne wichtig. "Der Hybrid-Antrieb ist nur ein Zwischenschritt auf dem Weg zum Antrieb der Zukunft. Wir sehen im Elektromotor die tatsächlich langfristige Antriebslösung, mit der auch strengste zukünftige Emissionsvorschriften erfüllt werden können", so Dr. Klaus Egger, Mitglied des Bereichsvorstandes von Siemens VDO Automotive.

Autos werden sicherer

Siemens VDO verspricht sogar, dass die Autos sicherer würden, weil sie durch das komplexe System, bei dem jedes Rad seinen eigenen Antrieb, seine eigene Lenkung, Bremse und Straßenkontakt-Steuerung hat, wesentlich feiner auf unterschiedliche Verkehrs- oder Gefahrensituationen abgestimmt werden könnten. Außerdem gebe es im Innenraum keine Verletzungsgefahr mehr, weil etwa Pedale und Lenksäule wegfallen würden. Und schließlich soll das Auto der Zukunft auch noch billiger werden. Das Argument der Elektroniker: "Weniger Bauteile und der Verzicht auf hydraulische Systeme bedeuten geringere Verschleißmöglichkeiten und damit geringeren Serviceaufwand."

Ob sich die Fahrzeughersteller, die dann wohl die Kompetenz für den Antriebsstrang an Elektronik-Zulieferer abgeben müssten, mit der Beschränkung auf das Design und die Abstimmung zufrieden geben würden? Oder werden die bisherigen Spezialisten für Verbrennungsmotoren zu E-Aggregat-Experten? Mitsubishi führte unlängst vor, wie Autos einer Radnabenmotorenzukunft aussehen könnten. Mit der Studie EZ MIEV zeigten die Japaner im Frühjahr einen Kleinwagen mit höchst variablem Innenraum, dessen vier Motoren in den Rädern steckten. Bis 2010 kündigte Mitubishi an, werde man ein Fahrzeug dieses Typs im Angebot haben. Vielleicht kommt die Zukunft schneller, als manche jetzt noch denken.

Der Radnabenmotor setzt dem Unternehmen zufolge bis zu 96 Prozent der eingesetzten Energie in Vortrieb um und ist so weitaus effektiver als eine Verbrennungsmotor oder ein aktuelles Hybridsystem. Die Integration verschiedener Fahrzeugkomponenten im Rad ermöglicht auch eine weitere Modularisierung im Auto: Der Fahrzeughersteller benötigt nur noch verschieden ausgelegte Antriebsräder und kann mit ihnen unterschiedlichste Fahrzeugkonzepte ausrüsten.

Das neue Konzept soll nicht nur den Verbrauch entscheidend senken, sondern auch die gestalterische Freiheit der Designer enorm erhöhen. An die Stelle des Verbrennungsmotors treten nach Ansicht von Siemens VDO künftig elektrische Radnabenmotoren. Sie werden direkt im Rad das Auto beschleunigen. "Der Hybrid-Antrieb ist nur ein Zwischenschritt auf dem Weg zum Antrieb der Zukunft. Wir sehen im Elektromotor die tatsächlich langfristige Antriebslösung, mit der auch strengste zukünftige Emissionsvorschriften erfüllt werden können", so Dr. Klaus Egger, Mitglied des Bereichsvorstandes von Siemens VDO Automotive.

Meilensteine auf dem Weg zum eCorner

Einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zum eCorner sieht Siemens VDO im Serienstart der elektronischen Keilbremse (EWB). Sobald die EWB zum Ende dieses Jahrzehnts in einem ersten Wagen auf öffentlicher Straße zeigt, welche Vorteile ein vollständig elektrisches Bremssystem hat, können auch die anderen Elemente Schritt für Schritt in das Rad integriert werden. Der größte Zwischenschritt zum eCorner wird das Integrated Corner Modul sein. In diesem System wären bis auf die elektronische Dämpfung und die elektronische Lenkung bereits im nächsten Jahrzehnt alle Systeme im Rad integriert. Ganz verschwinden muss der Verbrennungsmotor vorerst noch nicht: Für flexible Langstreckenfahrzeuge kann dieser für die notwendige elektrische Energie sorgen.


Das Rad zukünftiger Autos wird deutlich anders aussehen

Das Rad des Autos der Zukunft wird anders aussehen, als die uns heute bekannten Stahl- oder Aluräder. Den Kontakt zur Straße wird auch künftig ein Reifen übernehmen, in dessen Innerem ein Sensor (Tire Guard) den Reifendruck unter Beobachtung hält. Aber schon bei der Aufhängung wird sich das Zukunftsrad deutlich von heutigen Rädern unterscheiden: Wo heute aufwändige mechanisch geprägte Radaufhängungen mit Öldruck-Federelementen dafür sorgen, dass die Passagiere eine komfortable Fahrt und die Räder immer einen sicheren Kontakt zum Boden haben, spielt in Zukunft die Elektronik eine erheblich größere Rolle. Im eCorner übernehmen Elektromotoren die Aufgabe, für den dauerhaften Kontakt zwischen Rad und Straße zu sorgen. Die neue Aufhängung ermöglicht auch den Verzicht auf eine hydraulische Lenkung und schafft neue Freiräume: Zukünftig kann jedes einzelne Rad einen individuellen Lenkwinkel einschlagen. Beim Reduzieren der Geschwindigkeit kann schließlich der Radnabenmotor durch den Generatoreffekt als Hilfsbremse genutzt werden. Die so erzeugte elektrische Energie lädt die Fahrzeugbatterie. Eine elektronische Keilbremse bremst das Fahrzeug ab.

Fazit: eCorner-gestützte Fahrerassistenzsysteme bieten völlig neue Chancen. Autos, die dank der drehbaren Räder fast quer einparken können oder die mit elektronischem Lenkeingriff und gezielter Beschleunigung einzelner Räder das Fahrzeug in Gefahrensituationen noch besser stabilisieren können. Wird ein solches Auto dennoch in einen Unfall verwickelt, so bedeutet der Wegfall der klassischen Pedalerie und der Lenksäule eine verringerte Verletzungsgefahr für den Fahrer. Außerdem sollen weniger Bauteile für günstigeren Service und geringere Folgekosten sorgen