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Elektromotor Motor läuft bei E-Motorrad rückwärts

| Redakteur: Sariana Kunze

Im Motorrad-Rennsport schlagen Studierende der Technischen Universität München und der Tsinghua University einen neuen Weg ein. Eine von ihnen entwickelte elektrische Rennmaschine namens "T0RR" soll mit einem rückwärts laufenden Motor alle klassischen Motorräder mit Verbrennungsmotor beim Qualifying der "Pro Thunder Race Series" hinter sich lassen.

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v.l. Die Studenten Lukas Wheldon und Christian Sander bei dem letzten Feinschliff ihres Elektromotorrad.
v.l. Die Studenten Lukas Wheldon und Christian Sander bei dem letzten Feinschliff ihres Elektromotorrad.
(Uli Benz / TUM)

Viele passionierte Motorradfahrer sagen: Wer einmal den frischen Fahrtwind gekostet hat, der kennt erst das wahre Gefühl von Freiheit. Es ist eine Liebe für das Leben und eine Art Sucht. Auch Dr.-Ing. Frank Diermeyer vom Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik (FTM) der Technische Universität München hat dieses Hobby für sich entdeckt. Er träumte von einer Rennmaschine, die schneller ist als alle anderen Motorräder. Aus dieser Idee wurde das Projekt "T0RR". Studierende der Technischen Universität München und der Tsinghua University entwickelten gemeinsam über ein Dreivierteljahr unter der Leitung von Diermeyer eine elektrische Rennmaschine mit rückwärts laufendem Motor. Auf der Abschlussveranstaltung des Programms "globalDrive" am Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik stellte das Team den Prototypen vor. Aus einer BMW S1000RR hatten vier deutsche und vier chinesische Studenten Getriebe, Kupplung, Motor und die Elektronik entfernt und es dann in ein Rennmotorrad mit elektrischem Antrieb umgerüstet. Bei einer Leistung von 136 PS kann es eine Geschwindigkeit von über 250 Stundenkilometer erreichen. Das Ziel des Teams war es, ein elektrisches Rennsportmotorrad zu entwickeln und mit diesem bei dem semiprofessionalen Pro Thunder Race in Oschersleben anzutreten, erklärt Projektleiter Dr. Frank Diermeyer. Hier wollen die Studierende beim Qualifying die Pole-Position ergattern – und somit alle konventionellen benzinbetriebenen Motorräder abhängen.

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Dazu muss "T0RR" viel Leistung bringen – und zwar möglichst auf Knopfdruck. Das Team baute den Akkupack aus Hochleistungszellen auf, die bei Bedarf schnell entladen werden können. Das heißt, die darin enthaltende Energie ist sofort verfügbar. "Das ist wichtig, um große Beschleunigung und hohe Endgeschwindigkeiten zu erreichen, die in Oschersleben erforderlich sind", erklärt Diermeyer. Wenn sich der Fahrer nun beim Rennen mit dem Motorrad in die Kurven legt, sollte sich das Bike außerdem so dynamisch wie möglich verhalten. Ein zu großes Rotationsträgheitsmoment kann dies verhindern. Philip Wacker, Betreuer des Projekts, veranschaulicht das Prinzip des Trägheitsmoments am Beispiel des Fahrrads. Der Drahtesel kann alleine nicht aufrecht stehen. Erst die Bewegung der Räder, also die sich in eine Richtung drehende Masse, sorgt für Stabilität. Je schwerer dabei die rotierende Masse ist, desto stabiler fährt das Fahrrad – allerdings wird es auch schwieriger, es in die Kurven zu lenken.

Einfach umgekehrt

Die Studenten bauten den Motor rückwärts ein, er läuft also in die entgegengesetzte Richtung wie die Räder. Die in die gleiche Richtung rotierende Masse verringert sich – und damit natürlich auch das Rotationsträgheitsmoment. "Durch das Rückwärtslaufen des Motors ist die Dynamik sogar besser als bei einem konventionellem Motorrad", sagt Wacker. Im Gegensatz zu einem Verbrennungsmotor kann die Drehrichtung eines Elektromotors vergleichsweise einfach umgekehrt werden. Der elektrische Antrieb bietet noch weitere Vorteile: Die sogenannte Rekuperationsbremse ist äußerst effektiv. Denn der Motor wird auch als Generator genutzt. Dies funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie bei einem Dynamo, der die kinetische Energie in elektrische Energie umwandelt. Der Widerstand am Rad führt zu einem Bremseffekt. Am hinteren Rad muss daher keine mechanische Bremse eingebaut werden – das spart Gewicht. Die gewonnene Energie kann außerdem teilweise wieder in die Batterie gespeist werden. Das Drehmoment des Elektromotors ist sofort auf Maximalniveau. Bei "T0RR" 240 Newtonmeter. Dieses schnelle Ansprechverhalten des Antriebs garantiert hohe Beschleunigung. Noch gibt es eine Begrenzung der Reichweite durch den Akku. Das bedeutet, dass die komplette Distanz eines Rennens nicht gefahren werden kann. Aber für das Qualifying in Oschersleben rechnen sich die Studierenden gute Chancen aus. Und hoffen, dass sie so auch weitere Förderer gewinnen, um das Motorrad weiterentwickeln zu können.

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