Erstes Lastenrad mit Schnellladefunktion und Rekuperation entwickelt

An dem Projekt beteiligt waren neben der Uni Ulm auch das Ulmer Institut für Mess- , Regel- und Mikrotechnik, das Institut für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR-FK) und die Biberacher Firma EMB-Elektromaschinenbau. Zum Projektabschluss wurde das neue E-Cargo-Bike dem Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus des Landes Baden-Württemberg präsentiert. Das Landesministerium hat das Projekt mit rund einer Million Euro gefördert. Der vollständige Projektbericht zu dem drei Meter langem und 170 Kilogramm schweren Lastenrad gibt es hier. 

„Emissionsfreie Kurierfahrten durch die engen Straßen einer Altstadt, umweltfreundlicher Abtransport von Grünschnitt im Stadtpark oder die platzsparende Anlieferung von gekühlten Lebensmitteln zum Marktplatz – all das könnte bald möglich sein mit dem neuen elektrischen Lastenkraftrad“, sagt Dr. Michael Buchholz, Forschungsgruppenleiter am Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik der Universität Ulm. Der Ingenieur ist Koordinator des Projektes „Zero-Emission Cargo Bike for Smart Cities“ (ZEC-Bike), das mit der Präsentation des Demonstrationsfahrzeuges zu Ende geführt wurde.

Die Ladefläche des E-Cargo-Bikes wurde an das Format von Euro-Behältern (Grundfläche 60 mal 40 cm) angepasst. Große Nutzungspotenziale sieht das ZEC-Bike-Projektteam in der Kurier-, Express- und Paketbranche: vom gewerblichen Lieferdienst über den privaten Lastentransport bis zur kommunalen Nutzung. Für die verschiedenen Zielgruppen wurden auch unterschiedliche Finanzierungsmodelle durchgespielt.

Das Lastenrad mit Schnelladefunktion und Rekuperation ist bis zu 45 Stundenkilometer schnell und kann Nutzlasten bis 100 Kilogramm einfach, bequem und sicher transportieren. „Ein Batteriesystem mit aktivem Heiz- und Kühlsystem macht es möglich, die Batterie an einer herkömmlichen öffentlichen AC-Ladesäule innerhalb von 30 Minuten auf bis zu 80 Prozent aufzuladen. Das spart viel Zeit“, so Bastian Mayer, Projektverantwortlicher für ZEC-Bike vom DLR-FK. Das Onboard-Schnelladegerät (OBL) erlaubt außerdem auch während der Fahrt die Stromversorgung per Steckdose. Damit können beispielsweise Powertool-Akkus für Arbeitsgeräte geladen oder sogar Kühlaggregate betrieben werden, um verderbliche Ware frisch zu halten.

Das Longtail-Fahrrad hat seine Ladefläche zwischen Fahrer beziehungsweise Fahrerin und Hinterrad. „Durch den tiefen Schwerpunkt bleibt das Lastenrad auch bei hohen Geschwindigkeiten stabil, was die Handhabung vereinfacht und zugleich die Fahrsicherheit erhöht“, erklärt Markus Schmitz, Geschäftsführer von EMB. Das Elektro-Bike ist außerdem mit Allradantrieb ausgerüstet; am Vorderrad, wo der Hauptteil der Bremsenergie anfällt, ist ebenfalls ein Elektromotor verbaut, der mittels Rekuperation – also im Generatorbetrieb – die Bremsenergie größtenteils zurückgewinnt. Der Allradantrieb macht es zudem möglich, Antriebs- und Bremsmoment an die Fahrsituation angepasst auf Vorder- und Hinterrad zu verteilen, was wiederum die Fahrstabilität und Sicherheit erhöhen soll.

An der Lenkstange ist eine Sensorik verbaut, die Lenkwinkel und Lenkmoment erfasst und so die Stabilität erhöhen soll.  Aus den Sensordaten werden Schätzwerte für Rollwinkel, Lastgewicht und Trägheitsmoment abgeleitet. „Mit den Informationen zum Fahrzustand kann ein intelligenter Algorithmus kritische Situationen erkennen und in haptische Signale umwandeln. Das hilft dem Fahrer oder der Fahrerin dabei, problematische Fahrsituationen zu erkennen und gefährliche Lenkmanöver zu vermeiden, die das Fahrzeug zum Kippen bringen könnten“, erläutert Buchholz.

Im nächsten Schritt geht es um die Ausentwicklung und Kommerzialisierung des Prototyps. Per Technologietransfer können Unternehmen dann die für das E-Cargo-Bike entwickelte Technik nutzen.