Elektrische Antriebe erlauben Autobauern viel mehr Freiheiten beim Packaging. Der koreanische Autobauer Hyundai sieht zusammen mit seinem Schwesterunternehmen Kia aber noch Potenzial für noch mehr Raum. Schaffen soll den das neue Universal Wheel Drive System – kurz Uni Wheel – das im November 2023 beim "Uni Wheel Tech Day" in Seoul vorgestellt wurde.
Untersetzungsgetriebe verlegt, Platz gewonnen
Uni Wheel ist ein funktionsintegriertes Radantriebssystem, das den verfügbaren Platz im Inneren eines Elektrofahrzeugs erheblich verbessert, indem es die Hauptkomponenten des Antriebssystems in den freien Raum innerhalb der Radnabe verlagert. Dabei haben Hyundai und Kia eine völlig neue Struktur für das Antriebssystem entworfen.
Bei Fahrzeugen mit konventionellem Verbrennerantrieb wird die Kraft des Motors über das Getriebe, Antriebswellen und Gleichlaufgelenke auf die Räder übertragen. Bei Elektrofahrzeugen werden Verbrenner und Getriebe zwar durch einen E-Motor und ein Untersetzungsgetriebe ersetzt, die endgültige Kraftübertragung auf die Räder ist jedoch dieselbe und entsprechend raumgreifend.
Genau hier setzen die Koreaner mit dem Uni Wheel-System an. Das Untersetzungsgetriebe wandert in die Radnabe und erlaubt kleinere, radnah montierte E-Maschinen, die wiederum die Antriebswelle verkürzen. Der frei gewordene Bauraum kann nun dem Innenraum für mehr Komfort, dem Laderaum oder den Batteriepaketen für mehr Reichweite zugeschlagen werden. Damit die deutlich kompaktere Antriebskinematik nicht zu Komforteinbußen führt, hat Hyundai/Kia ein ganz spezielles Untersetzungsgetriebe erdacht. Das setzt auf eine Planetengetriebe-Konfiguration mit einem zentralen Zahnrad (auch Sonnenrad genannt), vier Ritzel auf jeder Seite und ein diese Anordnung umgebendes Hohlrad. Einen noch radikaleren Weg geht das Start-up DeepDrive: Zusammen mit Conti wollen die Münchner einen Radanbenantrieb in Serie bringen, der Getriebe und Antriebswellen überflüssig macht und selbst im Rad sitzt. Hier erklären wir, wie das funktioniert, das Video zeigt den Radnabenmotor.
Video: Animation Radnabenmotor DeepDrive
Effizienter und haltbarer
Das Antriebsmoment wird über die Antriebswelle auf das Sonnenrad geleitet, das wiederum in die Ritzel eingreift, um den Zahnkranz zu drehen. Dieser ist mit dem Rad verbunden, und treibt das Fahrzeug an. Bei herkömmlichen Gleichlaufgelenk-Anbindungen reduziert sich die Effizienz der Kraftübertragung mit zunehmendem Ablenkungswinkel der Antriebswelle. Das komplette Planetengetriebe kann sich dagegen im Hohlrad auf und ab bewegen und gewährleistet so immer einen optimalen Ablenkungswinkel, was wiederum der Effizienz, der Haltbarkeit und dem Komfort zugute kommen soll. Letzterer lässt sich nach Hyundai-Angaben im Zusammenspiel mit einer elektronischen Luftfederung und einstellbarer Fahrhöhe noch weiter steigern.
Das in die Radnabe integrierte Untersetzungsgetriebe erlaubt hohe Untersetzungen, was den Einsatz von kleineren E-Motoren möglich macht. Zudem lässt sich Uni Wheel in der Größe skalieren – Radgrößen von 4 bis 25 Zoll sind angedacht – und so an verschiedenste Elektrofahrzeuge anpassen. Auch ein Einsatz in elektrisch angetriebenen Mobilitätsgeräten wie Rollstühlen, Fahrrädern oder Lieferrobotern ist möglich.
Einen konkreten Serieneinsatz kommuniziert Hyundai/Kia noch nicht, hat sich aber das System bereits auf wichtigen Märkten patentieren lassen. © auto motor und sport
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