Radnabenmotoren gelten seit Jahren als vielversprechender Ansatz für Elektro- und Hybridfahrzeuge. Das slowenische Unternehmen Elaphe Propulsion Technologies arbeitet seit 2006 an dieser Technik und sieht die größten Vorteile weniger in zusätzlicher Leistung als vielmehr in der deutlich präziseren Regelung von Antrieb, Bremsmoment und Traktion.
Bei sogenannten In-Wheel-Motoren sitzt der Elektromotor direkt im Rad. Die Einheit wird um die Bremsscheibe herum integriert: Der äußere Teil rotiert gemeinsam mit Rad und Bremse, der innere ist fest mit der Radnabe verbunden. Dadurch entfallen klassische Komponenten wie Antriebswellen. Die kompakte Bauweise könnte es ermöglichen, bestehende Fahrzeugarchitekturen vergleichsweise einfach zu elektrifizieren – etwa Hybrid-Sportwagen oder leistungsstarke Verbrenner mit zusätzlichem Elektroantrieb an der Vorderachse.
Bis zu 536 PS pro Motor
Für seinen 21 Zoll großen Sonic X-Radnabenmotor nennt Elaphe eine Spitzenleistung von 400 kW (536 PS) und 200 kW Dauerleistung. Der Motor ist so ausgelegt, dass er mit einer 375 Millimeter großen Bremsscheibe kombiniert werden kann.
Ein zentrales Thema bei Radnabenmotoren bleibt die ungefederte Masse. Beim Sonic X kommen pro Rad rund 27 Kilogramm zusätzlich hinzu. Genau dieser Punkt galt lange als eines der größten Hindernisse der Technologie, weil mehr Gewicht am Rad das Ansprechverhalten der Federung beeinträchtigen kann. Nach Einschätzung des Unternehmens lassen sich die Nachteile jedoch kontrollieren.
Reaktionen im Millisekundenbereich
Technisch entscheidend ist vor allem die hohe Regelgeschwindigkeit der Motoren. Die Systeme arbeiten mit einer Drehmomentänderung von 500 Nm pro Millisekunde und einer Abtastrate von 10 kHz. Dadurch reagieren sie deutlich schneller als konventionelle Elektroantriebe mit zentralem Motor und mechanischer Kraftübertragung.
Da jedes Rad einzeln angesteuert wird, lassen sich Schlupf, Traktion und Bremsmoment permanent individuell regeln. Daraus ergeben sich mehrere potenzielle Vorteile: So sollen bis zu zehn Prozent höhere Bremskräfte möglich sein als bei herkömmlichen Elektrofahrzeugen mit ABS und Rekuperation. Gleichzeitig stehen bis zu neun Prozent kürzere Bremswege sowie ein Zugewinn von rund 15 Prozent bei Längs- und Querhaftung im Raum. Auch die Beschleunigung könnte profitieren. Für den Sprint von 0 auf 60 mph nennt Elaphe einen Zeitgewinn von etwa 13 Prozent.
Mehr Freiheiten bei der Fahrzeugentwicklung
Weil sich die Motoren an jedem Rad unabhängig antreiben oder abbremsen lassen, sind auch ungewöhnliche Fahrmanöver möglich. Dazu zählen Drehungen auf der Stelle, bei denen sich die Räder einer Fahrzeugseite vorwärts und die der anderen rückwärts bewegen. Wichtiger für den Alltag dürfte jedoch die präzisere Kontrolle des Fahrverhaltens sein – etwa bei Stabilität, Traktion oder Driftwinkel.
Darüber hinaus verspricht die Technik Vorteile bei der Fahrzeugarchitektur. Da zentrale Antriebskomponenten entfallen können, entsteht zusätzlicher Bauraum im Fahrzeug. Gleichzeitig ließen sich mehrere bislang getrennte Steuergeräte – etwa für ABS, Stabilitäts- und Traktionskontrolle – in einer zentralen Motorsteuerung zusammenführen.
Zunächst könnte der Radnabenmotor bei Hybriden, ergänzend zum Verbrenner eingesetzt werden. Der Aufwand für die Integration gilt hier als vergleichsweise gering, weil bestehende Plattformen weiter genutzt werden können. Komplett neue Elektrofahrzeuge, die konsequent um diese Technologie herum entwickelt werden, erwartet das Unternehmen erst zu Beginn der 2030er Jahre.
