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Uni Wheel

Innovativer Radnabenantrieb von Hyundai Motor und Kia

1. Dezember 2023, 11:22 Uhr | Irina Hübner

Das neue Universal Wheel Drive System von Hyundai und Kia.

Der Antrieb wandert in die Radnabe: Mit dem sogenannten Uni Wheel – dem Universal Wheel Drive System – wollen die Hyundai Motor Company und die Kia Corporation das Design künftiger Fahrzeuge revolutionieren. Der Antrieb verbessert die Leistung, die Reichweite und das Platzangebot.

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Beim Uni-Wheel-Konzept handelt es sich um ein integriertes Radantriebssystem, bei dem sich die Hauptantriebskomponenten innerhalb der Radnabe befinden. Dadurch verbessert sich das Platzangebot im Inneren eines Elektrofahrzeugs erheblich.

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Uni Wheel – eine neue Struktur für das Antriebssystem

Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird die Kraft des Motors über das Getriebe, die Antriebswellen und Gleichlaufgelenke auf die Räder übertragen. Bei Elektrofahrzeugen werden Motor und Getriebe durch einen Motor und ein Untersetzungsgetriebe ersetzt, aber die Art der Kraftübertragung auf die Räder bleibt dieselbe.

Universal Wheel Drive System

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Uni Wheel eröffnet neue Möglichkeiten: Indem das Untersetzungsgetriebe in die Radnabe wandert und ein kompakter Motor in der Nähe jedes Rads platziert wird, wird die Länge der Antriebswellen reduziert und eine flacher Fahrzeugboden ermöglicht.

Im Vergleich zu herkömmlichen Antriebssystemen schafft Uni Wheel deutlich mehr Platz im Innenraum und ermöglicht so künftige Mobilitätslösungen für unterschiedlichste Anwendungen, beispielweise auch Spezialfahrzeuge.

Spezielle Planetengetriebekonfiguration

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

Die Ritzel des Uni Wheel sind miteinander verbunden. Aus dieser Verbindung ergibt sich ein Multi-Link-Mechanismus, der eine mehrachsige Bewegung des Uni Wheel erlaubt und verschiedene Arten der Radaufhängung ermöglicht.

Ein herkömmliches Antriebssystem mit einem normalen Gleichlaufgelenk verliert mit der Zeit an Effizienz und Haltbarkeit, da die Biegung der Antriebswelle bei Fahrten über unebene Untergründe zunimmt. Bei Uni Wheel hingegen bleibt die Kraftübertragung unabhängig von der Radbewegung nahezu unverändert, was eine lange Lebensdauer und einen hohen Fahrkomfort gewährleistet.

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

Durch die Verlegung des Untersetzungsgetriebes in die Radnabe und das hohe Untersetzungsverhältnis liefert Uni Wheel ein hohes Drehmoment. Dadurch kann ein kompakterer Elektromotor eingesetzt werden. Weil bei Uni Wheel bis zu vier effiziente elektrische Antriebseinheiten einzeln gesteuert werden, eröffnen sich vielfältige Möglichkeiten bei der Drehmomentverteilung. Dies hebt die fahrdynamischen Eigenschaften auf ein neues Niveau und sorgt für ein hohes Maß an Lenk- und Fahrstabilität.

Mehr Platz im Innenraum

Dank des Uni-Wheel-Konzepts entsteht im Fahrzeug ein Raum, der den Nutzern bisher nicht zur Verfügung stand. Weil 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 damit 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 lässt je nach gewünschter Nutzung die Entwicklung verschiedener Karosserietypen zu.

Anpassbar an alle Arten von E-Fahrzeugen

Uni Wheel ist hoch flexibel und lässt sich leicht an alle Arten von E-Fahrzeugen anpassen, einschließlich normaler Pkw und elektrischer Hochleistungsfahrzeuge, da das System die gleichen Funktionen für Antrieb und Untersetzungsgetriebe implementieren kann wie bei herkömmlichen E-Fahrzeugen.

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

System wird stetig weiter verbessert

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

Hyundai Motor und Kia haben für Uni Wheel acht Patente in Südkorea, in den USA und in Europa angemeldet und registriert.