Uni Ulm, GIGATRONIK, ID-BIKE & ippd

Allradantrieb macht Elektroleichtkraftrad energieeffizienter

15. Juli 2016, 11:48 Uhr   |  Hagen Lang

Allradantrieb macht Elektroleichtkraftrad energieeffizienter
© Thomas Löffler / Uni Ulm, MRM

Freude über den erfolgreichen Projektabschluss bei Wissenschaftlern, Industriepartnern und Vertreter des fördernden Wirtschaftsministeriums Baden-Württemberg.

Das Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik (MRM) der Universität Ulm, das Ulmer Unternehmen GIGATRONK Technologies und die Stuttgarter Unternehmen ID-BIKE, und ippd haben einen Allradantrieb für elektrisch betriebene Zweiräder entwickelt, der sie sicherer und energieeffizienter macht.

Konstruktive Probleme verhinderten bislang, dass ein Motor Antriebsarbeit an Vorderrädern von Elektrozweirädern leistet. Im Rahmen des Verbundprojektes »Sicherheitsfahrwerk mit Elektro-Allradantrieb für E-Bikes und E-Motorräder« entwickelten Ingenieure des Ulmer Instituts für Mess-, Regel- und Mikrotechnik (MRM) einen Allrad-Prototypen, der jetzt gemeinsam mit dem Unternehmen GIGATRONIK Technologies aus Ulm sowie den Stuttgarter Firmen ID-BIKE und ipdd vorgestellt wurde. Die Ergebnisse des Forschungsprojektes lassen sich auf alle Klassen von elektrischen Zweirädern übertragen.

Als Basis des Prototyps diente ein Elektroleichtkraftrad mit Nabenmotor auf Basis des bis zu 45 km/h schnellen Elmoto-Kleinkraftrads vom Fahrzeughersteller ID-BIKE. GIGATRONIK, Entwicklungs- und Beratungsdienstleister im Bereich Elektronik, Embedded Systems und IT stattete das Gefährt mit einem hybriden Energiespeicher aus und implementierte eine Stromregelung zur

 

Bremsenergierückgewinnung. Die Produktdesign- und -entwicklungs-Agentur ipdd entwickelte eine elektromechanische Bremseinheit, mit der über eine elektrische Ansteuerung auch eine klassische Reibbremse eingesetzt werden kann, falls der Batteriespeicher voll ist.

Elektro-Leichtkraftrad
© Elvira Eberhardt / Uni Ulm

Sicherer heizen: Doktorand Matthias Baumann testet den Prototypen des Allrad-Elektro-Leichtkraftrads.

Projektkoordinator Dr. Michael Buchholz erklärt: »Das Herzstück des Prototypen ist die Gesamtsteuerung, die den Fahrerwunsch für Antrieb oder Bremsen auf die Räder verteilt. Über ein sensorgestütztes Verfahren erfasst die Steuerungseinheit zusätzlich den momentanen Fahrzustand und passt daraufhin gezielt die Verteilung von Brems- oder Antriebsmomenten auf Vorder- und Hinterrad an«.

 

Die Elektromotoren als Bremseinheiten nutzend, wurde auch ein Zweirad-ABS entwickelt.

Der Antrieb bzw. die Bremsung über zwei Elektromotoren hat den Vorteil, dass erheblich mehr und effizienter Bremskraft gewonnen und gespeichert werden kann, wodurch sich die Reichweite erhöht und der Bremsenverschleiß minimiert. Zur Steigerung der Energieeffizienz programmierten die Ingenieure einen Algorithmus, der die optimale Ansteuerung der beiden Motoren in Echtzeit berechnet.

Das Bremslenkmoment, eine häufige Ursache bei Motorradunfällen, untersuchten die Forscher ebenfalls. Plötzliches Bremsen in einer Kurve kann zur Aufrichtung der Maschine führen, die dann einen erheblich größeren Bogen fährt, als erwartet, womöglich in den Graben. »Bislang konnte der Fahrer diese Situation nur kontrollieren, indem er die Bremse zur richtigen Zeit im richtigen Maße einsetzt – in einem Schreckmoment ist das jedoch selbst für geübte Motorradfahrer eine Herausforderung«, sagt Projektkoordinator Buchholz. Der intelligente Algorithmus übernimmt nun die richtige Dosierung von Bremskraft auf beide Räder in kritischen Situationen und entschläft das Bremslenkmoment.

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