Urbanes Fahrzeugkonzept für die Zukunft: „Schaeffler Mover“ fährt mit innovativen Radmodulen

Bis zum Jahr 2050 werden voraussichtlich zwei Drittel der Menschen in Städten leben. Mit der Verdichtung der Lebensräume verändert sich auch die Art, wie sich Menschen in der Stadt bewegen und mit den Gütern für ihren täglichen Bedarf versorgt werden. Eine wichtige Rolle spielen dabei autonome und elektrifizierte Fahrzeuge, insbesondere in der neuen Bauform der Robo-Taxis beziehungsweise People und Goods Mover, die den öffentlichen Nahverkehr in den Städten ergänzen oder womöglich sogar ablösen. Schaeffler stellt die technische Basis für ein solches urbanes Mobilitätskonzept bereit: Der „Schaeffler Mover“ mit Radnabenantrieb und 90-Grad-Lenkung bietet eine Plattform für unterschiedlichste Fahrzeugkonzepte wie eben diese Robo-Taxis oder autonome Transportfahrzeuge.

Die Antriebs- und Fahrwerkskomponenten sind im „Schaeffler Mover“ platzsparend in einer kompakten Baueinheit, dem „Schaeffler Intelligent Corner Module“, zusammengefasst. Dieses Modul, das in allen vier Rädern verbaut wird, umfasst den Radnabenmotor, die Radaufhängung inklusive Federung und den Aktor für die elektromechanische Lenkung. Die Lenkung des Radmoduls ist als elektromechanisches Steer-by-Wire-System ausgeführt. Die gewählte Form der Radaufhängung ermöglicht einen Radeinschlag von bis zu 90 Grad. So lässt sich das Fahrzeug in engen Gassen manövrieren und seitlich in kurze Parklücken einscheren, um die Fahrgäste ein- und aussteigen zu lassen. Der Wendekreis von weniger als fünf Metern macht das Fahrzeug im Stadtverkehr äußerst beweglich. Auch ein Wenden auf der Stelle ist möglich.

Der Traktionsmotor des Radmoduls – als permanent-magnetisierte Synchronmaschine ausgeführt – ist eine Variante des von Schaeffler bereits im Jahr 2013 in einem Forschungsprojekt entwickelten Radnabenmotors. In der aktuellen Auslegung für den „Schaeffler Mover“ liefert jeder der vier Elektromotoren bei 300 Volt Betriebsspannung eine Dauerleistung von 13 Kilowatt und eine zeitlich begrenzte Spitzenleistung von 25 Kilowatt. Das Nenndrehmoment von 250 Newtonmeter pro Motor kann kurzzeitig verdoppelt werden.

Zuverlässig, flexibel und komfortabel: Der „Schaeffler Mover“ entspricht den entscheidenden Kundenanforderungen an ein hochautomatisiertes Fahrzeug für den urbanen Einsatz. Eine eigens entwickelte Fahrdynamikregelung ermöglicht, jedes „Intelligent Corner Module“ individuell anzusteuern und die Funktionen der Fahrdynamikregelung (ESP), Drehmomentverteilung zwischen den angetriebenen Rädern (Torque Vectoring) und Allradlenkung zusammenzuführen. Seitliche Bewegungen lassen sich so annähernd ohne für die Passagiere spürbare Querkräfte umsetzen; sehr angenehm für beispielsweise lesende Fahrgäste. Zugleich gewährleistet dieses Antriebskonzept eine sehr hohe Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit. Die komplette Software für die Antriebs- und Lenkungsregelung stammt von Schaeffler, inklusive eines umfassenden Sicherheitskonzepts.

Der hohe Integrationsgrad des Schaeffler-Moduls hat weitere Vorteile. So benötigen Antrieb und Fahrwerk insgesamt weniger Bauraum – das frei werdende Areal bietet mehr Platz für Passagiere und Stauraum für Transportgüter. Der geschaffene Raum für die Batterie sowie Nebenaggregate ermöglicht kompakte Fahrzeugabmessungen. Diese wiederum lassen sich auch variieren. Schließlich kann das Fahrzeug auch als längere und breitere Variante umgesetzt werden, ohne Veränderungen an Antrieb und Fahrwerk vornehmen zu müssen. Der modulare Fahrzeugaufbau des „Schaeffler Mover“ schafft die Voraussetzung, mit einem weitgehend einheitlichen Chassis vielzählige Aufgaben des Personen- und Warentransports umzusetzen. Der Aufbau – der für die jeweils gewünschte Anwendung umgerüstet werden kann – lässt sich rasch von der Plattform separieren, in der die gesamte für das Fahren benötigte Technik gebündelt ist. Lediglich ein Teil der für das autonome Fahren benötigten Sensorik ist zusätzlich im Aufbau integriert.

Die Vernetzung ist bei autonomen Stadtfahrzeugen eine entscheidende Voraussetzung für den reibungslosen Betrieb. Das erreichen die Experten von Schaeffler in der Studie durch einen digitalen Zwilling des Fahrzeugs, der ein Abbild des realen Fahrzeugs in der Cloud darstellt. Durch eine laufende Analyse der Betriebs- und Zustandsdaten lässt sich so zum Beispiel zukünftiger Wartungsbedarf mit zeitlichem Vorlauf erkennen. „Das konsequent auf vernetzten Betrieb ausgelegte Fahrzeug füllt eine wesentliche Lücke im aktuellen Portfolio der Automobilindustrie“, sagt Schaeffler- Technologievorstand Prof. Peter Gutzmer.

Die Machbarkeitsstudie, die auf dem 11. Schaeffler-Kolloquium zu erleben ist, wird Schaeffler in der nächsten Zeit sukzessive weiterentwickeln. Im Laufe des Jahres ist geplant, einen fahrbereiten Prototypen einschließlich Kabine und Klimatisierung zu realisieren.