Ein Team des KIT und des Autozulieferers Schaeffler entwickeln gemeinsam ein Konzept für die Lenkunterstützung in Elektroautos. Dabei geht es vor allem auf Energieeffizienz. Denn bisher geht die Lenkunterstützung in Elektroautos auf Kosten der Reichweite.
Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Autozulieferer Schaeffler im fränkischen Herzogenaurach entwickeln zusammen eine energieeffiziente Lenkunterstützung für Elektroautos. Denn während bei konventionellen Autos der Verbrennungsmotor auch die Hilfsaggregate wie die Lenkunterstützung versorgt, muss dies beim Elektroauto die Batterie leisten. Dies führt zu erheblichen Einbußen bei der Reichweite. „Die neuartige Lenkkraftunterstützung würde mit weniger Systemkomponenten im Elektrofahrzeug auskommen“, erklärt Marcel Mayer, Projektleiter bei Schaeffler und dort Leiter der Abteilung Automatisiertes Fahren. „Gewicht und Energie im Elektrofahrzug könnten dadurch eingespart werden“, ergänzt sein Kollege Michael Frey vom Institut für Fahrzeugsystemtechnik am KIT. „Dadurch würde ein Elektroauto natürlich günstiger und hätte eine größere Reichweite.“ Zusätzlich könne durch die mögliche Bau- und Gewichtsoptimierung Material eingespart werden. Außerdem käme die Produktion mit weniger Fertigungsschritten aus.
Jedes Rad individuell antreiben
Die Grundidee ist relativ einfach. Statt wie im Auto mit Verbrennungsmotor alle Räder mit der gleichen Antriebskraft zu versorgen, sollen im Elektroauto die Elektromotoren jedes Rad individuell antreiben. Durch die geschickte Regelung der Antriebsmomente der einzelnen Räder wird so die Lenkung energieeffizient unterstützt. Wenn die Räder auf der linken Seite mehr Antriebsmoment auf die Straße übertragen als auf der rechten Seite, ergibt sich eine Beschleunigung des Autos in der Rechtskurve ohne dabei die Vorderräder einschlagen oder zusätzliche Energie für die Lenkung aufbringen zu müssen. „Durch geschickte Ansteuerung und eine geeignete Radaufhängung lässt sich eine Lenkunterstützung während der Fahrt realisieren“, erklärt Marcel Mayer von Schaeffler.
Lenkung im Stand ist Herausforderung
Diese Art der Lenkung ist keine ganz neue Idee. Kettenfahrzeuge und Quattrokopter werden bereits ausschließlich auf diese Art gelenkt. Die Entwickler greifen auch auf dieses Prinzip zurück. „Lediglich die Lenkung im Stand ist bei konventioneller Auslegung noch eine Herausforderung“, betont Mayer. „Die Lenkkraftunterstützung wird durch unseren Ansatz Teil des Antriebstranges“, erklärt Michael Frey vom KIT. „Das Einlenken der Vorderräder erfolgt ohne zusätzliche Energie. Wir wollen damit auch die Fahrqualität deutlich erhöhen. Kundennutzen, Komfort, Sicherheit und Zuverlässigkeit gehen hier Hand in Hand.“
Um ihre Idee experimentell zu untermauern, werden die Projektpartner Im Rahmen des Vorhabens sogenannte Funktionsdemonstratoren aufbauen. Dabei handelt es sich um einen Prototyp mit dem die einzelnen Energieströme gemessen und die Lenkung auf die Alltagssituationen hin getestet wird. Außerdem wollen die Projektpartner eine solche Lenkung in den Rennwagen des Hochschulrennteams einbauen, der von einer Studentengruppe entwickelt wurde. Die Ergebnisse der Entwicklungsarbeit sollen in spätestens drei Jahren vorliegen und dann in die Produktion überführt werden. Das Projekt wird mit einer Summe von 600.000 Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt. (su)
