Radnabenmotor treibt Busse an

E-Traction aus dem niederländischen Apeldoorn hat einen neuartigen Hybrid-Bus gebaut, der mit elektrischen Radnabenmotoren und einem GPS-System die Luftverschmutzung in dicht besiedelten Städten verringern soll. Dabei lädt ein Dieselgenerator eine Batterie, die wiederum Strom für zwei Antriebe liefert, die in den beiden Hinterreifen stecken. Dank der Radnabentechnik könne der Bus pro Liter Diesel rund zwei Mal so weit fahren wie ein herkömmliches Fahrzeug, erläutert Arend Heinen, Ingenieur und Sprecher von E-Traction. Der Treibstoffverbrauch sinke um 50 Prozent. Die Firma hat bereits Aufträge zum Umbau von sechs kommerziellen Bussen vorliegen. Der erste soll im April fertig gestellt sein.

Radnabenmotoren gibt es schon seit einiger Zeit – sie wurden in verschiedenen Konzeptfahrzeugen und experimentellen Kleinserienvehikeln verbaut. Kommerziell war die Technik allerdings nur in einigen elektrischen Fahrrädern erfolgreich, massenproduzierte Autos oder Nutzfahrzeuge blieben außen vor, wie John Boesel, Präsident und CEO der Non-Profit-Organisation Calstart weiß, die in Kalifornien den Umstieg auf Elektrofahrzeuge fördert. Die Verwendung des E-Traction-Systems in kommerziellen Bussen sei deshalb ein wichtiger Schritt in Richtung einer verstärkten Nutzung der Technik.

Wie bei anderen Hybrid-Bussen auch, die bereits zu Tausenden etwa in den USA eingesetzt werden, spart der E-Traction-Motor schon deshalb Treibstoff, weil er eine Bremsenergierückgewinnung enthält, die sich später zur Beschleunigung wieder verwenden lässt. Die Radnabenmotoren sind ein zusätzlicher Gewinn in Sachen Sparsamkeit, weil sie kein Getriebe und kein Differenzial brauchen. Das sorgt für ein verringertes Gewicht und senkt den Dieselverbrauch bereits an sich um 25 bis 30 Prozent. E-Traction geht aber noch weiter: Unter bestimmten Bedingungen, etwa bei geringen Geschwindigkeiten im Stop-and-Go-Verkehr, hilft es auch, dass die Radnabenmotoren die Kontrolle über jedes Rad einzeln besitzen. So wird die Zugkraft genauer verteilt.

Der E-Traction-Bus besitzt außerdem ein GPS-System, das die Fahreigenschaften in verstopften Innenstädten automatisch anpasst. Normalerweise schaltet sich der Generator an und wieder aus, um die Batterie stets optimal geladen zu halten. Wenn der Bordcomputer aber erkennt, dass sich das Fahrzeug in einer Gegend bewegt, in der üblicherweise viel Verkehr ist, wird der Generator ganz abgeschaltet, um Emissionen zu verringern. Die Batterie speichert nach Erkennung der Fahrtrichtung zuvor genügend Energie, um den Bus eine Stunde lang fahren zu lassen, ohne dass ein Nachladen notwendig wäre.

E-Tractions Hauptinnovation ist laut Heinen aber die Art des Radnabenmotors, Typischerweise sind Elektromotoren darauf abgestimmt, sich wesentlich schneller zu drehen als die Räder. Solche Motoren benötigen jedoch ein zusätzliches Getriebe. Das sorgt für mehr Komplexität und verringert den Wirkungsgrad. Radnamenmotoren brauchen diese Schaltungseinrichtung nicht mehr, weil sie selbst bereits einen großen Durchmesser haben. Sie liefern ein genügend großes Drehmoment auch bei einer geringen Umdrehungsanzahl pro Minute.

Radnahmenmotoren hatten bislang nur eingeschränkten Erfolg. Einer der Gründe war, dass es schwierig ist, die Motoren zu koordinieren, wenn keine physische Verbindung zwischen ihnen existiert. Gelöst wurde das Problem bei E-Traction durch ein eigens entwickeltes, proprietäres elektronisches Kontrollsystem.

Ganz gelöst sind die systemimmanent Schwierigkeiten allerdings noch nicht. So belasten die schwereren Räder die Aufhängung. Hinzu kommt, dass Motor und Elektronik anfälliger für Beschädigungen sind. "Es gibt wenig, was zwischen Rad und Schlaglöchern wäre", sagt Bill Van Amburg, Senior Vice President bei Calstart. Dan Pederson, Forscher am National Renewable Energy Laboratory der USA, meint außerdem, dass große Radnabenmotoren vermutlich sehr teuer sein werden. Ohne Subventionen der Regierung sei die Technik kaum preiswert zu machen.

Heinen von E-Traction bleibt dennoch optimistisch. Seine Firma habe die Technik vier Jahre auf Herz und Nieren geprüft. "Probleme bei der Zuverlässigkeit wurden behoben und auch der Preis des Motors dürfte mit der Massenproduktion sinken." Neben Hybrid-Bussen arbeiten die Niederländer nun auch an Hybrid-Müllfahrzeugen und einem Geländewagen der Mercedes G-Klasse mit Radnabenmotoren. Die Technik solle definitiv in den Endkundenmarkt, sagt Heinen. (bsc)