Elektromobilität

Leichter und effizienter: Der Nabenmotor kommt zurück

von
Marten Zabel

Als Antriebstechnologie könnte der Nabenmotor auch bei Autos eine Renaissance erleben. Und das mehr als ein Jahrhundert nach seiner Erfindung.

Luftaufnahme einer gerade Straße, die zwischen einem Wald und einer Wiese hindurch führt. Von oben ist ein einzelnes Auto zu erkennen.
Die Entwicklung im Fahrzeugbau verläuft nicht so gradlinig wie diese Straße – manchmal erwachen auch alte Konzepte wie der Nabenmotor zu neuem Leben. Foto: Shutterstock / Radu Bercan

Das erfahren Sie gleich:

  • Warum der Nabenmotor jetzt ein Revival erfährt
  • Welches historische Automobil bereits 1899 mit Nabenmotoren angetrieben wurde
  • Welche Vorteile und Nachteile der Nabenmotor hat

Der Siegeszug der Autos mit Verbrennungsmotor in den vergangenen Jahrzehnten hat auch eine bestimmte Art der Kraftübertragung etabliert: Der Motor treibt einen Antriebsstrang an, der über ein Getriebe und ein Differenzial die Räder in Bewegung setzt. Bei Elektroautos krempelt eine alte Technologie dieses Prinzip um: der Nabenmotor.

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In den Kindertagen des Automobils war die Elektromobilität schon einmal ziemlich weit vorne: Bereits im Jahr 1899 baute Ferdinand Porsche mit dem Lohner-Porsche Semper Vivus ein Elektroauto, das seine Motoren direkt in den Naben der Vorderräder hatte. Das Fahrzeug hatte eine Höchstgeschwindigkeit von 50 Kilometern pro Stunde und konnte 50 Kilometer weit fahren – brauchte dafür aber auch eine 410 Kilo schwere Bleibatterie.

Der Vorteil der Nabenmotoren war damals, dass es für Verbrenner keine ausreichend gute Technik gab, mit denen sich die angetriebenen Räder gleich gut lenken ließen. Einige Jahre später sollte Porsche mit dem Mixte-Wagen auf Basis des Semper Vivus eines der ersten Hybridfahrzeuge erschaffen, das zur Reichweitensteigerung auch mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet war.

Auch eines der ersten Allradfahrzeuge überhaupt entstand aus dem Semper Vivus, indem in einer Sonderanfertigung die beiden Hinterräder auch mit Nabenmotoren versehen wurden. Die Batterie dieser Version benötigte allerdings eine Batterie von 1,8 Tonnen Gesamtmasse.

Der Nabenmotor als Komplettantrieb

Das Prinzip auf die Spitze treiben will wohl ein Professor aus dem belgischen Waterloo. Amir Khajepour stellt sich das Rad als komplette Antriebseinheit vor. Erste Prototypen sind bereits entstanden. In nur einem Rad stecken dabei Elektromotor, Bremse, Lenkung, Federung und ein System zur Steuerung der Komponenten.

Zwar klingt das Gewicht mit 40 Kilogramm pro Rad hoch, einzelne Komponenten wiegen zusammen jedoch ein Vielfaches davon. Pro Elektromotor im Rad sind laut Khajepour aktuell 18,4 kW möglich. Wäre ein Auto also mit vier solcher Antriebe ausgestattet, käme es auf 73,6 kW (rund 100 PS).

Durch den Entfall der einzelnen Komponenten könnten Autohersteller Platz sparen und somit kleinere Autos mit Elektromotor bauen. Zudem sei sein System kostengünstig herzustellen, so Khajepour. Elektroautos könnten mit dem neuartigen Nabenmotor also kompakter, günstiger und leichter sein.

Nabenmotor: Die Nachteile

Nachdem Verbrennungsmotoren elektrische Antriebe in der Frühphase des Automobils verdrängt hatten, war der Nabenmotor zunächst einmal so gut wie tot. Später kam er in Rollern, Pedelecs und ähnlichen elektrischen Kleinfahrzeugen wieder in Mode – einzig die Automobilindustrie konnte sich bislang auch bei ihren Elektroprodukten nicht so richtig damit anfreunden.

Das mag zwei verschiedene Gründe haben: Zum einen haben die Hersteller viel Erfahrung mit dem klassischen Antriebsstrang . Zum anderen fürchten sie auch eine Erhöhung der ungefederten Masse, denn die Motoren in den Rädern wären nicht durch die Stoßdämpfer vor den Einflüssen der Straße geschützt.

Ein weiteres Problem bei Nabenmotoren ist die Abwärme, die sich nicht so einfach in einen Kühlergrill ableiten lässt wie bei Motoren im Chassis. Pro Motor entstehen laut Protean Electric, einem Hersteller von Nabenmotoren, rund sechs Kilowatt Hitze. Diese über die Reifen abzustrahlen bedeutet, dass diese anders beschaffen sein müssen, um bei höheren Temperaturen nicht zu weich zu werden.

Nabenmotor: Die Vorteile

Nabenmotoren haben allerdings dank neuerer technischer Entwicklungen auch deutliche Vorteile gegenüber der herkömmlichen Konfiguration: Sie sind zwar etwas teurer, dafür aber insgesamt leichter und effizienter. Das liegt unter anderem am geringeren Reibungsverlust, da kein Getriebe und keine Kraftübertragung über ein Differenzial nötig sind.

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Außerdem bedeuten vier Nabenmotoren am Auto, dass der Allradantrieb elektronisch radgenau gesteuert werden kann. Das macht das Fahrzeug jedem anderen Auto in Sachen Anti-Blockier- und Schlupfkontroll-System überlegen. Außerdem bleibt damit mehr Raum im Fahrzeuginneren, etwa für den Akku oder die Beinfreiheit der Passagiere.

Nabenmotor im Dauerbetrieb

Der kleine Elektrobus „Olli“ von Local Motors benutzt bereits Nabenmotoren, und weitere Hersteller gehen langsam zu der Technologie über. Die nötige Robustheit muss der Nabenmotor zwar noch im Dauerbetrieb unter Beweis stellen, langfristig dürfte sich aber ein Großteil der Technik gerade bei Elektrofahrzeugen in den Rädern verstecken lassen. Damit bleibt mehr Platz im Innenraum – und es werden ganz neue Designmöglichkeiten eröffnet.

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