Ein Elektrorad an jedes Auto!!!

Das Elektroauto rollt mit Michelin und Valeo

Bernd Kling 18.02.2009

Der Elektromotor versteckt sich im Rad und schickt traditionelle Autotechnik zum Schrott – mit Mitteln aus Sarkozys "pact automobile"

Wozu braucht es noch Schaltgetriebe, Kardanwelle und konventionelle Stoßdämpfer? Wenn es nach den Plänen von Reifenhersteller Michelin und dem französischen Autozulieferer Valeo geht, sollen sie lieber früher als später der Vergangenheit angehören. Wie fast alle Firmen in dieser Branche haben sie gute Gründe, sich etwas Neues einfallen zu lassen.

Sie gehören mit zu den Verlierern der Wirtschaftskrise, wie ihre letzte Woche veröffentlichten Ergebnisse ausweisen. Zugleich dürften die beiden führenden französischen Zulieferer auf großzügige Zuwendungen der Regierung Sarkozy hoffen. Für einen "pact automobile" stellte Sarkozy der französischen Autoindustrie ein sattes Rettungspaket in Höhe von 7,8 Milliarden Euro in Aussicht, erwartet dafür allerdings in der EU umstrittene Gegenleistungen, zu denen der Erhalt von französischen Fabriken und Arbeitsplätzen gehören.

Die US-Autokonzerne argumentieren zunehmend mit ihrem Engagement für Elektro- und Hybridfahrzeuge, um an staatliche Gelder zu kommen. Es kann daher auch für Michelin und Valeo nicht von Nachteil sein, wenn sie auf anstehende technische Innovationen für den Automobilbau verweisen, zu denen sie als französische Anbieter unbedingt beitragen wollen. Fast zeitgleich mit den schlechten Ergebnissen verkündeten sie daher eine Partnerschaft für das Elektroauto und schielten dabei ganz offensichtlich auf Sarkozys milliardenschweren französischen Automobilpakt.

Die beiden Firmen wollen "zusammenarbeiten, um die Elektro- und Hybridfahrzeuge voranzubringen". Es gehe um eine intensive Zusammenarbeit in "Entwicklung, Fertigung und Vertrieb von Systemen für elektrische und nachladbare Hybridfahrzeuge", speziell die koordinierte Entwicklung von Antriebsstrang, Kühlung von Motor und Akku, Klimakontrolle, Beleuchtung, Energiemanagement und Reifen.

Active Wheel. Bild: Michelin

Eine Schlüsselrolle ist dabei in der Technologie von Michelins Active Wheel zu vermuten, das ähnlich revolutionär sein soll wie die Idee der Firmengründer André und Edouard Michelin im Jahr 1895, das hölzerne Wagenrad mit einem Reifen zu versehen. Michelin entwickelt daran seit Jahren und stellte beim Pariser Autosalon 2008 bereits zwei Fahrzeuge vor, um zu zeigen, wie das "neu erfundene Rad" in eine ganz neue Ära führen soll – ohne Motor unter der Motorhaube

In den aktiven Rädern wirken jeweils zwei Elektromotoren. Der eine sorgt für den Vortrieb, der andere für eine aktive Federung. Michelin zufolge wird die integrierte Lösung Motor, herkömmliche Federung, Schaltung und Antriebswelle komplett überflüssig machen, da alle wesentlichen Komponenten bereits im Rad enthalten sind. Michelin Active Wheel sei als intelligentes Rad zu sehen, das benzinfreie Fahrzeuge bewegt, während es zugleich für Federung und Bremsfunktionen in Verbindung mit unvergleichlicher Straßenlage und Komfort sorgt.

Anzapfen von Rettungspaketen oder echte Innovationen in Sicht? Wie die beiden Partnerfirmen erklären, wollen sie "ihre Unterstützung zeigen für die ihm Rahmen des "pacte automobile" angestoßenen Regierungsinitiativen mit der Absicht, in Frankreich ein Technologiesegment für Hybrid- und Elektrofahrzeuge entstehen zu lassen".

Elektric Car like Lohner Porsche with electric motor driven wheels.

Artikel-URL: http://www.heise.de/tp/r4/artikel/29/29764/1.html

Michelin hat das Rad neu erfunden
Von Thomas Imhof 30. November 2008, 02:12 Uhr

Das neue "Active Wheel" beherbergt neben der Bremse auch den Motor - in zwei Jahren soll die Technik serienreif sein

Der kleine Stadtwagen trägt die unschuldige Farbe Weiß und sieht aus wie ein ganz normaler Opel Agila. Er heißt aber Heuliez Will, und was ihn so anders macht, offenbart schon ein flüchtiger Blick unter die Motorhaube: Da ist nichts zu sehen, kein Motor, alles leer. Trotzdem fährt das in Frankreich entwickelte Auto, dessen Herz in den beiden Vorderrädern schlägt.

"Active Wheel" nennt der Reifenhersteller Michelin jenes Technikpaket, das die gerade anlaufende Welle der Elektro- und Hybridautos zusätzlich anschieben könnte. Erstmals gelang es den Ingenieuren, einen Elektromotor, der das Rad direkt antreibt, zusammen mit Feder, Stoßdämpfer und Bremse komplett im Rad unterzubringen.

Laut Patrick Oliva, bei Michelin Direktor für nachhaltige Entwicklung und Mobilität der Zukunft, hat sein Unternehmen zwölf Jahre Entwicklungsarbeit in das Projekt gesteckt. "Unser Ziel war es, so viele Funktionen wie möglich in das Rad zu integrieren, ohne dabei Abstriche beim Fahrverhalten machen zu müssen." Dazu durften die Active Wheels nicht schwerer werden als herkömmliche Räder. Denn das Rad zählt zu den sogenannten ungefederten Massen - also zu den Gewichtsanteilen, die nicht von der Federung des Autos beeinflusst werden können.

Daher verweist Oliva stolz auf die mit sieben Kilo extrem leichten Radnabenmotoren. Im Heuliez Will leisten sie 41 PS im Normalbetrieb, für schnelle Zwischensprints sind kurzfristig bis zu 82 PS abrufbar. Die Stromversorgung erfolgt über Lithium-Ionen-Batterien, die dem 3,70 Meter langen Fünfsitzer je nach Betriebsmodus Reichweiten von 150, 300 und 400 Kilometer ermöglichen sollen.

Jeder Motor ist elektronisch gesteuert und dient auch als Generator. Beim Verzögern wird Energie zurückgewonnen und zum Aufladen der Batterien genutzt. Doch welchen Nutzen haben Kunden im Alltag? "Sowohl beim Design als auch bei der aktiven und passiven Sicherheit sowie in der Umweltbilanz eröffnet diese neue Bauweise große Fortschritte", sagt Oliva.

Als erstes erwähnt er das, was Autobauer "Package" nennen: Da Bauteile wie der Verbrennungsmotor, die Kupplung, das Getriebe, das Differenzial, Antriebs- und Kardanwellen, Stabilisatoren und die Auspuffanlage wegfallen, kann mehr Raum im Auto den Passagieren und ihrem Gepäck zugute kommen. Außerdem sinke trotz der zusätzlich mitgeführten Batterien das Gesamtgewicht, was wiederum den Reifenverschleiß vermindere. Im konkreten Fall wiege der Heuliez Will nur 900 Kilo, während der Opel Agila um 75 Kilo schwerer sei.

Aber auch die Konstruktion des Aufbaus wird vereinfacht, tragen die vier Räder doch ein Chassis, auf dem lediglich noch Batterien und Elektronik untergebracht werden müssen. Künftige Kunden des Heuliez Will dürfen sich daher über zwei Kofferräume freuen, von denen der vordere im Kollisionsfall auch bestens für die Energieabsorption genutzt werden kann.

Den zweiten Pluspunkt sieht Oliva im "aktiven" Fahrwerk. Spiralfedern tragen die statische Last wie im herkömmlichen Auto. Zusätzlich hat das neue Rad einen elektronisch gesteuerten Dämpfer mit Niveauausgleich - der Heuliez Will fährt mit konstanter Bodenfreiheit, und größere Karosseriebewegungen nach Stößen von der Fahrbahn seien damit Vergangenheit.

Die Reaktionszeit des elektronischen Fahrwerks beziffert Oliva auf "weniger als drei Tausendstelsekunden". Ein Zentralrechner schickt die Informationen in Echtzeit an die in allen vier Rädern installierten Feder/Dämpfer-Pakete. Weil sich zudem die zugeteilte Kraft elektronisch für jedes Rad einzeln regeln lässt, wirkt die Steuerung wie ein aktives Differenzial. Ob das Handling wirklich ungetrübt bleibt, müssen Fahrtests zeigen. Skeptiker verweisen auf die 43 Kilo, die das neue Rad wiegt - deutlich mehr als eine konventionelle Rad/Reifen-Kombination.

Oliva verweist auf das geringe Gewicht der ungefederten Massen am Heuliez-Modell. "Dieses Gewicht ist mit 35 Kilogramm für vorn und 24 Kilogramm für hinten vergleichsweise niedrig", sagt der Michelin-Manager. "Bei einem Renault Mégane liegen die Werte bei 54 Kilo für die Vorderachse und 44 Kilo für die Hinterachse. Selbst ein Renault Clio muss vorn mit 38 Kilo ungefederter Masse klarkommen." Ziehe man noch die elektronische Fahrwerkssteuerung in Betracht, biete der Heuliez Will besonders viel Fahrspaß.

Außerdem bestehe das Auto in jedem CO2-Vergleich. Ein Verbrauch von 15 Kilowattstunden auf 100 Kilometer entspreche Betriebskosten von weniger als zwei Euro pro 100 Kilometer. Der CO2-Ausstoß liege unter 15 Gramm pro Kilometer, wenn die Batterien aus französischem Atomstrom gespeist würden. Im deutschen Energiemix steige der Anteil auf 70 Gramm Kohlendioxid; in Schweden, das seine Stromversorgung aus erneuerbaren Energien sichert, wären es gerade einmal sieben Gramm.

Für die Marke mit dem Gummi-Männchen im Emblem könnte das "Active Wheel" ein ebenso großer Durchbruch sein wie jener von 1895: Da erfanden die Brüder Édouard und André Michelin den ersten mit Luft gefüllten Autoreifen.

January 6, 2009, 3:27 pm

Active Wheel Could Be Rolling by 2010

By Nick Kurczewski

PARIS — At the Paris Motor Show in October, two small automakers revealed concept cars featuring Michelin’s Active Wheel system, which combines an electric drive motor, brakes and an active suspension system inside the hub of a car’s wheel.

Michelin Active Wheel combines an electric motor, suspension and brakes within the hub of a wheel.

Venturi, a sports car company in Monaco, unveiled the Volage, an electric supercar. Featuring motors in all four wheels, the Volage should be capable of producing the equivalent of about 300 horsepower, which the company claims is enough to propel the car from 0 to 60 miles an hour in less than five seconds.

But while the futuristic Volage attracted plenty of attention and only the vague promise of production, a French company, Heuliez, revealed a more humble-looking five-door hatchback, the WILL, which the company said could be released in limited numbers by 2010.

Developed with Michelin and Orange, a French telecom company, the WILL is based on the Opel Agila (available in Europe). According to Edmunds:

At the heart of the zero-emissions technology is a 95-pound wheel packing a drive motor, an active shock-absorption system with its own dedicated motor, and disk braking. Although the WILL could be fitted with four Active Wheels, its light weight (1,980 pounds, including lithium-ion battery pack) requires only two.

Together, the two front wheels will be able to provide 82 horsepower. That’s sufficient to reach 60 miles per hour from a standstill in 10 seconds. The car will have a top speed of 87 m.p.h.

The hub motor is not a new design. In 1901, Ferdinand Porsche built a car, the Lohner-Porsche Elektromobil, powered by electric motors placed inside the front wheel hubs. (It also had a small onboard generator and was an early example of a serial hybrid).

Michelin has been working on Active Wheel for 12 years. Other than offering zero-emission driving, Active Wheel frees up space that would normally house the engine and other ancillary units — like the transmission shaft and gearbox.

Mitsubishi and General Motors are among many other companies that have also invested in hub motor development. One major technical hurdle has been keeping wheel weight down (for ride quality and safety reasons). Average wheels are much lighter than the Active Wheel.

Protecting the wheels and their hub motors from external damage and cost are also issues. Heuliez has projected a price of around $27,500, which seems very low for a car with lithium-ion batteries and Active Wheels.

In December, Michelin signed an agreement with a Chinese battery manufacturer, CITIC Guoan Mengguli, known as MGL, to develop and test lithium-ion batteries for Michelin’s Active Wheel system.

LOS ANGELES -- General Motors could begin production of wheel hub electric motors by the end of this decade, says r&d chief Larry Burns. The technology would allow easy conversion of conventional powertrains to hybrids.

The technology, still in the early stages of development at GM, packages an electric drive motor in the center of a wheel. Wheel motors would enable GM to turn a front-wheel- or rear-wheel-drive vehicle into an all-wheel-drive hybrid powertrain without radically re-engineering the vehicle platform.

GM officials discussed the technology here last week as part of a nationwide "tech tour" showing off hybrid and fuel cell vehicles.

Wheel hub motors are a key element in GM's vision for fuel cell vehicles, as detailed in the Autonomy concept vehicle, which was introduced at the Detroit auto show in January 2002. The Autonomy design centered on a thin "skateboard" platform that housed the fuel cell, with electric motors mounted at each wheel. Differing body designs could be attached to the skateboard, offering the owner the flexibility of a sports car, minivan or sedan.

But several technical hurdles remain to be overcome, including the costs of the system and the weight added at the wheel, which affects ride quality. The wheel hub motor weighs about 65 pounds, GM officials said. But the motors also require a liquid cooling system and battery.

Adding wheel motors to a conventional powertrain would create a parallel hybrid, where either powertrain can operate independently. The Chrysler group is working on parallel hybrid technology it calls Through the Road, using an electric motor to power two wheels and an internal combustion engine to power the other wheel set.

Current hybrids, such as the Toyota Prius and Honda Civic, are series hybrids, with the electric motor sandwiched between the gasoline engine and transmission.

GM is testing the system on an electric drive version of the Chevrolet S10 pickup.

No estimate was available on how much the wheel hub motors would boost fuel economy, but engineers believe the gains could be significant. The two liquid-cooled, 25-kilowatt motors add a combined 68 hp and boost torque by 36 percent, compared with a four-wheel-drive version of the S10 powered by a 4.3-liter V-6.

Because the motors drive the wheels directly, instead of through a transmission, driveshafts and axles, little energy is lost from friction, said Jim Nagashima, project manager for the wheel hub motor project.

On the negative side of the ledger, the nickel-metal hydride battery pack used in the electric S10 weighs 1,081 pounds.

"All the building blocks are right in the wheel hub," said Lindsay Brooke, a powertrain analyst for CSM Worldwide Inc., a consulting firm in Southfield, Mich. "They can add traction control, an antilock brake function, any number of technologies to that wheel hub and really maximize capability at each wheel."

GM thinks the prospect of high performance would entice customers to pay for the wheel hub motors.

"Our customers like performance," said Burns, GM's vice president for r&d and planning. "We know we can sell six- and eight-cylinder engines over a four because customers want the performance. What's key is to be able to package up these components and give people a reason to buy them."

The wheel hub motors, Burns said, have the potential to enable trucks and regular cars to have sports car performance as well as improved fuel economy.

Wheel hub motors are likely to be used in the production vehicle that results from the Autonomy fuel cell concept. But the first GM fuel cell vehicles, scheduled to reach production around 2010, will be based on the Opel Zafira small van and have a conventional, centrally mounted electric motor.

Image: Michelin

The Holy Grail of Eco-transportation
Could this be the technology that revolutionizes transportation? Will the company that invented the air-pressure tire trump that achievement by making electric cars affordable and practical? Michelin's Active Wheel system is the holy grail of wheel technology: a wheel with an integrated drive motor that has succeeded to meet unsprung weight limitations.

The Active Wheel frees automobile designers from the restrictions posed by the need for engine, transmission, drive shaft, differential and exhaust systems. Imagine the possibilities. Curiously, the prototype which Michelin will partner to bring to the roads in 2010 may not be what you imagined.

Image: The Heuliez Will, Michelin

The Future of Car Design
The future of automobile design looks like...an Opel Agila? Meet the Heuliez Will, the first electric car with Active Wheel drive, built on the platform of Opel's Agila. The Will results from a partnership between Michelin, coachbuilder Heuliez and French telecommunications giant Orange. Although the Heuliez Will may represent the next generation in transportation technology, its designers and builders want to convey a comfortable familiarity. The empty storage space in both the front and rear trunks first hints that something strange is afoot.

Nonetheless, enthusiasts point out that in-wheel motor technology should trigger a paradigm change in car design. Without engines, transmissions and exhaust systems, smaller cars can carry more people and cargo. Impact absorbing collapse zones in both front and rear offer safety improvement potential.

The Tech Specs
A 7 kilogram (14.4 pound) in-wheel motor forms the heart of the Michelin Active Wheel. Packing in a sophisticated active shock absorption system, with its own dedicated motor, and disk braking brings the wheel to a hefty 43 kg (95 pounds). But Michelin Director for Sustainable Development and Mobility of the Future, Patrick Oliva points out in Die Welt that the unsprung weight in the Heuliez Will is 35 kg (77 pounds) on the front axle and 24 kg (53 pounds) on the rear, noting for comparison that the small Renault Clio has 38 kg of unsprung weight on its front axle. With battery packs on board, the prototype Heuliez Will weighs in at 900 kg, 75 kg less than the Opel Agila.

Together, the two front wheels deliver a steady 41 horsepower, which can spurt up to 82 hp for short sprints. The Will should do 0-100 km (0 - 62 mph) in 10 seconds and will have a max speed of 140 km/h (87 mph).

Lithium ion batteries will be delivered in three modular configurations, offering ranges of 150, 300 and 400 km (93, 186 and 248 miles). Just like hybrids, the Active Wheels recover energy during braking to extend vehicle range. The in-wheel motors are reported to be 90% efficient, compared to about 20% efficiency for a conventional vehicle in city driving.

The partnership with Orange ensures that the Heuliez Will customers benefit from the latest in mobile communications technology. The Will is wired for high speed 3G+ WiFi and optimized navigation that monitors real-time traffic information.

The target price of 20 to 25 thousand euros (US $27 - 34 thousand) puts the Will in the class of affordable electric vehicles, along with the much anticipated Chevy Volt. The first Active Wheel vehicles are on the streets for testing now and Heuliez intends to make the first production vehicles available to professional drivers, fleets and municipalities in 2010 followed by release to the general public in 2011. If you are willing to wait a bit longer, and spend a bit more, look for Active Wheels on the Venturi Volage in 2012.

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