Der Automotor verschwindet — im Rad

Die Ingenieure von Siemens VDO planen die Integration von Antrieb, Lenkung, Dämpfung und Bremse direkt in die Räder der Autos von Morgen. 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.

Die Anforderungen an die Autos der Zukunft sind enorm: Mit jedem Tropfen Erdöl muss künftig besonders sparsam umgegangen werden. So müssen Alternativen für den klassischen großen Verbrennungsmotor gefunden werden. An dessen Stelle treten nach Ansicht von Siemens VDO elektrische Radnabenmotoren. Sie werden direkt im Rad das Auto beschleunigen. Die vier individuell arbeitenden Radnabenmotoren bilden die Basis für sehr dynamisches und umweltfreundliches Fahren auf den Straßen der Zukunft. Der mögliche Verzicht auf den Verbrennungsmotor für Benzin oder Diesel reduziert die Emissionen und wird voraussichtlich auch strengsten, heute noch nicht beschlossenen Abgasgrenzwerten entsprechen. Das Siemens VDO-Konzept des eCorner ermöglicht Drive-by-Wire-Fahrzeuge bei denen in kritischen Fahrzuständen Antrieb, Lenkung und die Bremsanlage gemeinsam den Fahrer unterstützen, um so Unfälle zu vermeiden.

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.

eCorner vereint Antrieb, Lenkung, Dämpfung und die Bremse

Das Rad des Autos der Zukunft wird anders aussehen, als die uns heute bekannten Stahl- oder Aluräder. Den Kontakt zur Straße wird auch im eCorner 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. Präzise und mit enormer Bremsleistung verzögert schließlich die elektronische Keilbremse (EWB) zusätzlich zur Generatorbremse der Fahrsituation entsprechend jedes Rad einzeln.

eCorner-Vorteile für Autofahrer und Automobilhersteller

Der Wechsel vom Verbrennungsmotor hin zum Radnabenmotor als Teil des eCorner wird sowohl für den Autofahrer als auch für den Automobilhersteller von Vorteil sein. Wichtige Aspekte sind dabei Energieeffizienz und damit verbunden die Emissionen: Bei einem zukünftigen Vollhybridsystem werden unter optimalen Voraussetzungen nur ca. 85 Prozent, bei heutigen Otto- und Dieselmotoren sogar weniger als 50 Prozent der theoretisch verfügbaren Energie im Treibstoff ausgenutzt. Der Radnabenmotor setzt bis zu 96 Prozent der eingesetzten elektrischen Energie in Vortrieb um. So kann der Automobilhersteller Abgasvorschriften viel leichter einhalten und gleichzeitig seinen Kunden ein verbrauchsarmes und dabei sehr dynamisches Fahrzeug anbieten. 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. Zudem erlaubt das eCorner ein ganz neues Fahrzeugdesign, wenn der große zentrale Motor mit all seinen Anbauteilen und dem Getriebe verschwindet. Dem Autofahrer bieten eCorner-gestützte Fahrerassistenzsysteme ganz 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 eCorner-Auto dennoch in einen Unfall verwickelt, so bedeutet der Wegfall der klassischen Pedalerie und der Lenksäule eine verringerte Verletzungsgefahr für den Fahrer. Schließlich werden auch die Kosten für den Autofahrer reduziert: Weniger Bauteile und der Verzicht auf hydraulische Systeme bedeuten geringere Verschleißmöglichkeiten und damit geringeren Serviceaufwand.

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.

Für Siemens VDO ist das Innovationsnetzwerk der Siemens AG wichtigste Basis für die Weiterentwicklung der notwendigen Technologien des eCorner. So können die Automobilentwickler von Siemens VDO beispielsweise auf die Erfahrung der Elektromotorenentwickler im Bahngeschäft oder auf die Automatisierungstechnik zurückgreifen.

Mit seinem breiten Angebot an Mechatronik und Elektronik sieht sich Siemens VDO bestens für die Zukunft des Automobils gerüstet. Der Automobilzulieferer bietet seinen Kunden mit modernen Systemen in den kommenden Jahren reichlich Spielraum für die Optimierung des Verbrennungsmotors. Gleichzeitig beginnt das Unternehmen mit dem eCorner die Arbeit an einem wesentlichen Baustein für die Realisierung der sicheren und emissionsfreien Autos der Zukunft.

Weitere Informationen für Leser und Endkunden unter:
http://www.siemensvdo.de/contactus
Siemens VDO Automotive ist einer der weltweit führenden Automobilzulieferer für Elektronik und Mechatronik. Der zur Siemens AG gehörende Bereich erwirtschaftete im Geschäftsjahr 2005 (30.9.2005) einen Umsatz von 9,6 Milliarden Euro.