Allradantrieb f眉r elektrische Zweir盲der? Was bei Gel盲ndewagen und Fahrzeugen der oberen Mittelklasse keine Seltenheit ist, k枚nnte in einigen Jahren auch bei E-Bikes und E-Motorr盲dern zum Standard werden. Am Institut f眉r Mess-, Regel- und Mikrotechnik der 51本色 entwickelt Dr. Michael Buchholz ein rein elektrisch betriebenes Kleinkraftrad.
Das Elektrokraftrad soll durch einen zus盲tzlichen Antriebsmotor am Vorderrad agiler und vor allem sicherer werden. In etwa drei Jahren soll ein batterieversorgter Prototyp auf Teststrecken erprobt werden - mit einer Geschwindigkeit von bis zu 45 Kilometern pro Stunde und einem zus盲tzlichen Freiheitsgrad gegen眉ber herk枚mmlichen Elektrozweir盲dern.
Die Herausforderungen: das E-Bike muss weiterhin einfach zu bedienen sein und der Kaufpreis soll erschwinglich bleiben. "Wie kann ein Zweirad mit reinem Elektroantrieb in allen Fahrsituationen sicher betrieben werden, wenn beide R盲der durch je einen Elektromotor mit einer funktionsintegrierten Gesamtsteuerung angetrieben werden?" fasst Michael Buchholz das Forschungsvorhaben der Uni Ulm und der Industriepartner ID-Bike, IPDD und GIGATRONIK Technologies zusammen.
Bis die innovativen Zweir盲der auch wirklich verkehrst眉chtig sind, liegt noch viel Arbeit vor den Ulmer Ingenieuren. In der Versuchshalle an der 51本色 steht bereits ein Testfahrzeug f眉r Messungen zur Verf眉gung. W盲hrend die Ingenieure t眉fteln, erobern herk枚mmliche E-Bikes die Metropolen der Welt - beste Startbedingungen also f眉r den Allradler. Und so soll das Elektrorad der Zukunft funktionieren: Am Fahrzeug angebrachte Sensoren erfassen, in welcher fahrdynamischen Situation sich das E-Bike befindet, und leiten diese Informationen an ein Steuerger盲t weiter. Dann berechnet eine Software wahrscheinliche Aktionen des Fahrers und sendet entsprechende Signale an zwei Elektromotoren, die Vorder- und Hinterrad unabh盲ngig voneinander antreiben oder abbremsen, oder an eine zus盲tzliche Reibbremse.
Trotz technischer Finessen bleibt die Kontrolle beim Fahrer
Die situationsbedingte Verteilung von Antriebs- und Bremsmomenten ist wichtig, um zum Beispiel eine ausreichende Sicherheit bei Kurvenfahrten zu erreichen. Die beiden Motoren dienen allerdings nicht nur dem Antrieb, sondern auch der Energier眉ckgewinnung. Diesen technischen Finessen zum Trotz, ist der Fahrer seinem Zweirad nicht ausgeliefert. Das E-Bike wird 眉ber den Lenker gesteuert, der F眉hrer kann jederzeit die Kontrolle 眉bernehmen - mechanische Notbremsungen sind also m枚glich. Ein solches Elektrokraftrad w眉rde wohl ein besseres Fahrverhalten auf laub- oder schneebedeckten Wegen zeigen.
Im Entwicklungsprozess des umweltfreundlichen Zweirads sind die Ulmer Ingenieure f眉r die Informations- und Kommunikationstechnik zust盲ndig: Sie wollen also bekannte Verfahren der Sensordatenverarbeitung, der modellbasierten Sch盲tzung und 脺berwachung sowie die Regelung komplexer Prozesse auf Elektror盲der 眉bertragen. Dabei haben die Wissenschaftler stets die Energieeffizienz im Blick. Bei der konkreten Umsetzung des allradgetriebenen Demonstrators kommen die Projektpartner ins Spiel: GIGATRONIK Technologies stellt Entwicklungsleistungen und Kompetenz im Bereich der Leistungselektronik und dem Batteriemanagement zur Verf眉gung. Die Firma IPDD f枚rdert das Projekt mit vielf盲ltigen Entwicklungsarbeiten - unter anderem einer elektrisch bet盲tigten Fahrbremse.
Drei Jahre wird das Sicherheitsfahrwerk-Projekt gef枚rdert
ID-Bike, Hersteller des ELMOTO E-Motorrads, baut schlie脽lich die Fahrzeug-Prototypen auf.Gemeinsam wollen sie nach etwa drei Jahren Projektlaufzeit entscheiden, ob es einen Markt f眉r die hochger眉steten Zweir盲der gibt. Das nutzerfreundliche E-Bike k枚nnte dann eigentlich jeder steuern. Einzige Voraussetzung ist ein Mopedf眉hrerschein. Das Projekt "Sicherheitsfahrwerk mit Elektroantrieb f眉r E-Bikes und E-Motorr盲der" wird vom Ministerium f眉r Finanzen und Wirtschaft Baden-W眉rttemberg sowie von den beteiligten Unternehmen finanziert.
Am Ulmer Institut f眉r Mess-, Regel- und Mikrotechnik (Leitung: Professor Klaus Dietmayer) werden Verfahren der Mess- und Regelungstechnik sowie der Signalverarbeitung und Echtzeit-Optimierung erforscht - unter anderem f眉r die Elektromobilit盲t und f眉r Fahrerassistenzsysteme. Aktuell arbeiten etwa 25 Wissenschaftler in verschiedenen Projekten. Dr. Michael Buchholz leitet am Institut den Forschungsschwerpunkt Elektromobilit盲t.
Das Stuttgarter Start-up ID-Bike GmbH mit der Marke ELMOTO stellt als einziges Unternehmen E-Motorr盲der in Serie in Deutschland her. ID-Bike ist einst aus dem Design- und Entwicklungsdienstleister IPDD GmbH & Co. KG hervorgegangen - heute ein weiterer Projektpartner der Ulmer Ingenieure. Dazu kommt GIGATRONIK Technologies GmbH, bekannt f眉r spezialisierte Entwicklungs- und Beratungsdienstleistungen in den Bereichen Elektronik, Embedded Systems-Entwicklung und IT-Systeml枚sungen.
Verantwortlich: Annika Bingmann