Eines der Hauptprobleme elektrisch angetriebener Fahrzeuge wollen Studenten der ETH Zürich gelöst haben: Die geringe Reichweite. Das Konzeptbike ethec soll es mit flüssigkeitsgekühlter Batterie auf einen Aktionsradius von 400 Kilometern bringen.
Die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH) gilt als eine der renommiertesten Ausbildungsstätten für angehende Ingenieure weltweit. Jährlich werden sogenannte »Fokusprojekte« durchgeführt, in deren Rahmen Studierende ein Produkt vom ersten Entwurf über Engineering und Design, die Produktion bis hin zum Marketing selbst entwickeln. Jüngstes Projekt ist das Elektromotorrad ethec.
Hauptziel der Entwicklung war, Lösungen für eine Erhöhung der Reichweite zu finden. Die Jungingenieure näherten sich dem Problem von zwei Seiten. Einerseits gestalteten sie die Ausbeute der begrenzten Energiereserven des Akkus durch intelligentes Batteriemanagement und Kühlung besonders effizient, andererseits setzten sie auf konsequente Energierückgewinnung.
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Fokusprojekt ethec der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich
Grundlage für einen neuen Ansatz der Energierückgewinnung (Fachbegriff: Rekuperation) war die Erkenntnis, dass bei einer Bremsung mit einem Motorrad 75 Prozent der kinetischen Energie durch die Vorderradbremse in Wärme umgewandelt wird und damit unwiderruflich verloren ist. Beim ethec kommt deshalb ein Nabenmotor im Vorderrad zum Einsatz. Dieser verwandelt sich beim Betätigen des Bremshebels in einen Generator und verwandelt Bewegungsenergie in Strom, der zur Ladung des Akkus genutzt wird. Je weiter der Hebel gezogen wird, desto größer wird die Leistung des Generators. Reicht die hierzu bewirkte Bremsleistung zur Verzögerung nicht aus, greift ab einem bestimmten Hebelwinkel die konventionelle Scheibenbremse ein. Ein zweiter Radnabenmotor arbeite nach dem gleichen Prinzip im Hinterrad.
Video zum Projekt ethec der ETH Zürich
Als Stromspeicher dient ein Lithium-Ionen-Akku mit 1260 Zellen. Um eine optimale Betriebstemperatur der Batterie zu gewährleisten, werden die Zellen komplett von Öl umflossen, das überschüssige Wärme abführt. Die Wärme wird jedoch nicht wie bei herkömmlichen Kühlsystemen über einen Radiator an die Umwelt abgegeben, sondern in einem Peltier-Element wiederum in Strom verwandelt. Alle Prozesse rund um den Akku werden von einem aufwendigen Batteriemanagement-System gesteuert.
Interessante Ansätze lassen sich auch im Bereich der Mechanik finden. So dient als Vorderradführung eine Trapezgabel, deren Geometrie sich individuell anpassen lässt.
In das interdisziplinäre Projekt waren auch Industriedesigner der Zürcher Hochschule der Künste (ZHdK) eingebunden, die für das futuristische Erscheinungsbild der Maschine verantwortlich zeichnen.
22 kW Dauerleistung und bis zu 50 kW Spitzenleistung sollen die beiden Radnabenmotoren bringen. Mit 15 kWh Kapazität soll der Lithium-Ionen-Akku eine Reichweite von 400 Kilometern ermöglichen.
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Das Fraunhofer Institut meldet erfolgversprechende Fortschritte in Richtung einer industriellen Fertigung bipolarer Lithiumionenbatterien. Die neuartige Speichertechnik verspricht eine deutlich höhere Kapazität bei kleinerem Volumen.
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