Im Vergleich zum Verbrennungsmotor gilt der Elektroantrieb eigentlich als extrem effizient: Heutige Benziner und Diesel erreichen einen Wirkungsgrad von gerade mal 40 bis 43 Prozent, Elektroantriebe schaffen das Doppelte.

Doch auch heute verfügbare Elektroantriebe erzeugen noch viel zu viel Verlustwärme, so das Startup-Unternehmen DeepDrive. Daher haben die Münchner nun eine Skateboard-Plattform mit Radnabenmotoren entwickelt, die deutlich sparsamer mit dem Strom umgehen soll.  

Laut DeepDrive werden bei heutigen E-Antrieben immer noch bis zu 30 Prozent der eingesetzten Energie als Verlustwärme an, die im Getriebe, im E-Motor und der Leistungselektronik frei wird. Für ein Mittelklasse-Elektroauto mit einer 70-kWh-Batterie bedeutet das einen Reichweitenverlust von über 100 Kilometern und zusätzliche Energiekosten von 3.000 Euro über die Fahrzeuglebensdauer, so das Unternehmen.

Der getriebelose Radnabenantrieb von DeepDrive soll 20 Prozent sparsamer sein als gängige E-Antriebe. Die neuartige Motortechnologie soll sich durch sparsamen Ressourceneinsatz, serientaugliche Herstellverfahren und exzellente akustische Eigenschaften auszeichnen, verspricht der Hersteller. Damit kann ein Antrieb realisiert werden, der ein Drehmoment von über 1800 Nm und einen Gesamtwirkungsgrad von über 96 Prozent aufweist.

DeepDrive-Radnabenantrieb: Abbildung 1: Wirkungsgradkennfeld des Antriebs inkl. Verlusten in Leistungselektronik
Wirkungsgradkennfeld des Antriebs inkl. Verlusten in der Leistungselektronik

Der Antrieb soll ein Gesamtgewicht von unter 30 Kilo haben und kann bei Einsatz an der Hinterachse komplett auf ein mechanisches Bremssystem verzichten. Das heißt, ein solches Fahrzeug würde ausschließlich regenerativ bremsen. "Der Zuwachs ungefederter Massen wird so minimiert", sagt Stefan Ender, Mitgründer und technischer Geschäftsführer der DeepDrive GmbH, "und die Leistungsfähigkeit der Antriebe ermöglicht die Erfüllung der Bremsfunktion ohne funktionale Einschränkungen."

DeepDrive-Radnabenantrieb: Leistungs- und Drehmoment-Diagramm
DeepDrive-Radnabenantrieb: Leistungs- und Drehmoment-Diagramm

Ein im Durchmesser skalierter Prototyp des Antriebs wurde nun beim Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Bremen erprobt. "Der Antrieb wurde mit hochwertiger Messtechnik geprüft und hat den prognostizierten Wirkungsgrad im angefahrenen Betriebsbereich erreicht“, bestätigt der IFAM-Verantwortliche Dennis Koch.

Der Radnabenantrieb bildet die Grundlage für die von DeepDrive entwickelte Elektrofahrzeug-Plattform. Statt nur die Radnabenmotoren anzubieten, will der Hersteller die gesamte Plattform verkaufen: "Wir wollen kein reiner Zulieferer elektrischer Antriebe werden, sondern unseren Kunden mit unserer Plattform die vollumfängliche Nutzung der Vorteile des Antriebs ermöglichen," so DeepDrive-Techniker Ender.

Die Einsparung von Bauraum und elektrischer Energie ermöglicht es, eine Batteriechemie mit geringerer Energiedichte zu verwenden, ohne Reichweite zu opfern. So können günstige Lithium-Eisenphosphat-Akkus (LFP) oder auch Natrium-Ionen-Batterien (Sodium Ion Batteries, SIB) verwendet werden, und trotzdem sind Reichweiten von über 600 km realisierbar, sagen die Erfinder.

Die Plattform bleibt dabei komplett flach und bietet standardisierte mechanische und elektrische Schnittstellen, was zu niedrigen Entwicklungskosten für die Käufer sorgt, so DeepDrive-Mitgründer Felix Pörnbacher.

DeepDrive-Plattform: Das Skateboard ist extrem flach
Die Plattform hat gelenkte Vorderräder (links) sowie zwei Radnabenmotoren hinten. Dazwischen liegt der Akku.

Antriebe bis zu 250 kW und 3.600 Nm Drehmoment sind möglich. Mit einer 80 kWh großen LFP-Batterie sollen 600 Kilometer Reichweite möglich sein, mit einer 100 kWh großen NMC-Batterie sogar 800 Kilometer. Zum Aufladen gibt es 800-Volt-Technologie; zu Ladeleistung oder Ladezeiten macht DeepDrive noch keine Angaben.

Die Plattform ist modular und skalierbar. Vier verschiedene Größen sind vorgesehen:

  • XS für Leichtfahrzeuge der Klasse L7e, Mini-Shuttles, Last-Mile-Lieferfahrzeuge:
    Bis zu 350 km Reichweite, Akku mit 60 oder 120 Volt, 15-30 kW Leistung, Höchstgeschwindigkeit 45 oder 80 km/h
  • S für Kleinwagen, Robo-Shuttles, Stadt-Lieferwagen:
    450 km Reichweite, bis zu 150 kW Leistung, Höchstgeschwindigkeit 160 km/h, Radstand 2,2 Meter
  • M für größere Pkw, mittelgroße Robo-Shuttles:
    600 km Reichweite, 250 kW Leistung, Höchstgeschwindigkeit 160 km/h, Radstand 2,8 Meter
  • L für Überland-Lieferfahrzeuge und Vans:
    700 km Reichweite, 250 kW Leistung, Höchstgeschwindigkeit 160 km/h, Radstand 3,4 Meter

Die Technologie wird auf der IAA Mobility in München vorgestellt. Danach soll im Herbst eine Finanzierungsrunde gestartet werden, um Kapital für die Industrialisierung einzusammeln.