Uni Wheel: Hyundai und Kia zeigen innovativen Radnabenantrieb

Neue Gestaltungsmöglichkeiten für das Interieur

Die Hyundai Motor Company und die Kia Corporation planen, das Design zukünftiger Fahrzeuge und Mobilitätslösungen mit dem sogenannten „Uni Wheel“ – dem „Universal Wheel Drive System“ – zu revolutionieren. Hyundai Motor und Kia haben für das „Uni Wheel“ acht Patente in Südkorea, den USA und in Europa angemeldet und registriert. Dieses bahnbrechende Antriebssystem wurde während des „Uni Wheel Tech Day“ in Seoul, Südkorea, vorgestellt.

Struktur eines Elektrofahrzeugs und Struktur eines Elektrofahrzeugs mit Uni Wheel – Bildnachweis: Hyundai

Antrieb in der Radnabe

Das Konzept des „Uni Wheel“ besteht aus einem integrierten Radantriebssystem, bei dem sich die Hauptantriebskomponenten innerhalb der Radnabe befinden. Dadurch wird der Innenraum von Elektrofahrzeugen erheblich optimiert. Mit dem „Uni Wheel“ haben Hyundai Motor und Kia eine völlig neue Struktur für das Antriebssystem geschaffen.

In konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird die Kraft des Motors über das Getriebe, die Antriebswellen und Gleichlaufgelenke auf die Räder übertragen. Elektrofahrzeuge ersetzen den Verbrennungsmotor und das Getriebe durch einen Motor und ein Untersetzungsgetriebe, wobei die Art der Kraftübertragung auf die Räder gleich bleibt.

Das „Uni Wheel“ eröffnet hier neue Möglichkeiten: Durch die Verlagerung des Untersetzungsgetriebes in die Radnabe und die Platzierung eines kompakten Motors in der Nähe jedes Rads wird die Länge der Antriebswellen reduziert, was einen flacheren Fahrzeugboden ermöglicht.

Im Vergleich zu herkömmlichen Antriebssystemen schafft das „Uni Wheel“ deutlich mehr Platz im Innenraum und eröffnet somit neue Perspektiven für zukünftige Mobilitätslösungen, die auf verschiedene Anwendungen zugeschnitten sind, wie zum Beispiel Spezialfahrzeuge („Purpose Built Vehicles“).

„Wir freuen uns, innovative Ideen vorstellen zu können, die den Markt für die Mobilität der Zukunft verändern könnten. Wir werden die Technik perfektionieren, damit unsere Kunden Mobilität auf eine völlig neue Art und Weise erleben können.“

Jongsool Park, Senior Fellow am Institute of Advanced Technology Development der Hyundai Motor Group

Uni Wheel Tech Day Neue Technologien für die Mobilität der Zukunft

Die jüngsten Fortschritte in den Bereichen Elektrifizierung, autonomes Fahren und Konnektivität verwandeln Mobilitätsprodukte in Lebensräume. Hyundai Motor und Kia konzentrieren sich bei der Entwicklung zukünftiger Fahrzeugarchitekturen darauf, den Raum besser zu nutzen, um den Mehrwert für Kunden zu steigern und ein verbessertes Produkterlebnis zu bieten.

Bei „Uni Wheel“ kommt eine spezielle Planetengetriebekonfiguration zum Einsatz, bestehend aus einem Sonnenrad in der Mitte, vier Ritzeln auf jeder Seite und einem umlaufenden Hohlrad. Die vom Motor erzeugte Energie wird auf das Sonnenrad übertragen, welches über die Ritzel das Hohlrad dreht. Letzteres ist mit dem Rad verbunden und treibt das Fahrzeug an.

Die Ritzel des „Uni Wheel“ sind miteinander verbunden, wodurch ein Multi-Link-Mechanismus entsteht, der eine mehrachsige Bewegung des „Uni Wheel“ ermöglicht und verschiedene Arten der Radaufhängung ermöglicht.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Antriebssystemen mit normalen Gleichlaufgelenken bleibt bei „Uni Wheel“ die Kraftübertragung unabhängig von der Radbewegung nahezu unverändert. Dies gewährleistet eine lange Lebensdauer und einen hohen Fahrkomfort.

Wenn das Fahrzeug über eine elektronische Luftfederung verfügt, kann die Fahrhöhe angepasst werden, um das Fahrzeug auf unebenen Straßen zu stabilisieren oder bei hohen Geschwindigkeiten zu verringern, um Leistung und Stabilität zu verbessern.

Durch die Verlagerung des Untersetzungsgetriebes in die Radnabe und das hohe Untersetzungsverhältnis liefert das „Uni Wheel“ ein hohes Drehmoment. Dadurch kann ein kompakterer Elektromotor eingesetzt werden. Die individuelle Steuerung von bis zu vier effizienten elektrischen Antriebseinheiten eröffnet vielfältige Möglichkeiten für die Drehmomentverteilung, wodurch die fahrdynamischen Eigenschaften auf ein neues Niveau gehoben werden und ein hohes Maß an Lenk- und Fahrstabilität gewährleistet ist.

Mehr Platz im Innenraum

Dank des „Uni Wheel“ Konzepts entsteht im Fahrzeug ein Raum, der den Nutzern bisher nicht zur Verfügung stand. Da viele Antriebskomponenten in die Radnabe wandern und der Elektromotor kleiner wird, ohne an Leistung einzubüßen, kann der freigewordene Platz als zusätzlicher Laderaum genutzt werden, beispielsweise als größerer Kofferraum oder als „Frunk“ unter der Motorhaube.

Im Hinblick auf vollautonomes Fahren sind auch neue Sitzkonfigurationen und Aufteilungen des Innenraums möglich – inklusive einer Abkehr vom konventionellen, auf den Fahrer ausgerichteten Design. Wird der freigewordene Raum für den Einbau einer größeren Batterie mit mehr Kapazität genutzt, erhöht sich die Reichweite, ohne dass das Fahrzeug größer wird.

Die Entwicklungen, die durch „Uni Wheel“ möglich werden, vergrößern auch den Raum für die Fahrgäste erheblich. Die Batterien von Elektroautos sind in der Regel tief in der Karosserie untergebracht, was das Anheben der Fahrzeughöhe erfordert und das Platzangebot im Fahrgastraum beeinträchtigt. „Uni Wheel“ optimiert hingegen die Integration der Batterie und minimiert den Verlust an Platz im Innenraum.

Dies ist besonders für Spezialfahrzeuge wichtig, die einen flachen Boden besitzen, um möglichst viel Platz im Innenraum anbieten zu können. Der durch „Uni Wheel“ ermöglichte flache Boden bietet eine hohe Flexibilität und Skalierbarkeit für Spezialfahrzeuge und ermöglicht die Entwicklung verschiedener Karosserietypen je nach gewünschter Nutzung.

Neben Fahrzeugen verschiedener Größen kann das „Uni Wheel“ auch bei anderen Arten von Mobilitätshilfen wie Rollstühlen, Fahrrädern und Lieferrobotern eingesetzt werden. Das System ist skalierbar und kann mit Radgrößen von 4 bis 25 Zoll oder mehr verwendet werden. Durch die Fähigkeit, die Rotationsachse des Rades zu verschieben, sind zudem Mobilitätshilfen möglich, die das Treppensteigen so einfach erscheinen lassen wie das Fahren auf Rolltreppen.

Die Stabilität, Effizienz und Haltbarkeit des „Uni Wheel“ werden kontinuierlich in verschiedenen Tests geprüft. Hyundai Motor und Kia arbeiten daran, die Entwicklung des Systems zu perfektionieren und die Effizienz durch Anpassung des Untersetzungsverhältnisses sowie eine Verbesserung des Schmier- und Kühlsystems zu steigern.