ZF推出了一款革命性的电动汽车发动机，其转速可达30,000转/分钟，能输出3,500牛·米的扭矩，同时其尺寸和重量还减少了25%。

电动汽车发动机的发展正朝着一个相当有趣的方向前进。多年来，制造商们一直致力于提升功率、提高效率并减少材料消耗。但现在他们开始探索另一种可能性，这一可能性可能会对汽车的设计和制造成本产生重大影响：让发动机以更高的转速运转。

德国企业ZF一直在这一领域深耕，近期又公布了其High Revolution Drive技术的新细节。该技术旨在突破现有电动驱动系统的一些常规限制，通过采用更小更轻的电机，并借助专门设计的传动系统，实现媲美更大尺寸电机的性能。

有趣的是，这项技术并非仅适用于高性能跑车或豪华车型。ZF希望将其应用于大规模生产的电动汽车，在这些车型上，减轻几公斤重量、节省材料以及释放空间都能带来显著优势。初步测试结果显示，对于本身已具备高效率特性的电机而言，仍有很大的改进空间。

这款电动马达的转速可达30,000转/分钟，重量减轻了25%，且所需的磁铁数量也减少了一半。

新型ZF High Revolution Drive的最显著特点是其能够达到30,000转/分钟的转速，这一数值远高于该公司用作参考的18,000转/分钟的马达转速。为达成这一目标，工程师们设计了一种将电动马达、功率电子装置以及传动系统整合在单个紧凑单元中的系统。

这款车型所配备的电机最大功率可达200千瓦（272马力），但真正令人瞩目的是，与性能相当的常规系统相比，它的体积和重量都能减少约25%。对于一个必须安装在对空间要求极为严格的区域、且还会直接影响汽车总重量的部件而言，这无疑是一个巨大的优势。

其关键在于电动机的一个基本特性：在功率相同的情况下，转速越高，电机所需的扭矩就越小。这便可以缩小转子的尺寸，从而使用更少的材料就能达到同样的性能。问题在于车轮无法以如此高的速度旋转，因此必须通过传动装置来调整动力传递方式。

ZF通过采用两级螺旋齿轮减速器，其齿比约为18:1，解决了这一问题。这意味着发动机可以以极高的转速运转，而传动系统则会降低转速并提升输出端的扭矩。得益于这种设计，该系统在传动装置向车轮输出的端点处能够达到3,500牛·米的最大扭矩。

另一个优势在于材料消耗。ZF声称，与18,000转/分钟的参考型号相比，High Revolution Drive所需的磁体质量减少了50%。这对于制造成本以及对于关键原材料的依赖程度有着重要影响，尤其是在欧洲制造商试图降低对某些供应链依赖的当下。

当然，让发动机以如此高的转速运转也会带来诸多挑战。随着转速的提高，控制振动、噪音以及轴承所承受的负荷变得更加困难。因此，ZF在共同开发发动机、齿轮和机械支撑部件时，特别注重传动齿轮的齿形设计。

据ZF电动汽车业务部门负责人托马斯·迈泽称，30,000转/分钟的转速目前是该解决方案在技术性能与成本之间达到的最佳平衡点。这一转速既能发挥更紧凑电机的优势，又不会因制造和运行上的难题而抵消这些优势。

还有一个特别值得关注的数据：尽管转速有所提高且采用了两级减速器，该系统的效率仍保持在93%左右，与用作对比的传统装置几乎相同。这意味着ZF在缩小尺寸和减轻重量的同时，并未牺牲系统的整体能源效率。

减轻重量也有助于提升续航里程，不过ZF尚未提供具体数据，说明配备该技术的汽车能够多行驶多少公里。其主要优势很可能在于更轻的重量、更低的材料消耗，以及更易于集成到电动平台中。

High Revolution Drive属于ZF的SELECT模块化架构，该架构可让不同组件根据各制造商的需求进行定制。该公司目前主要将研发重点放在150千瓦（204马力）到200千瓦（272马力）的功率范围内，这一功率段对于大型电动轿车和SUV而言尤为合适。

此外，该技术同时兼容400伏和800伏的架构，因此无需为每种应用开发全新的系统，便能轻松应用于不同平台。这种灵活性对于那些希望在不同车型间共享组件并降低开发成本的制造商而言极具吸引力。

ZF已与多家汽车制造商展开对话，其目标是在2030年左右将这项技术投入量产。目前仍有许多工作需要完成，尤其是要确保产品的耐用性、控制成本以及让该系统适应大规模生产的要求。

不过，这一思路对欧洲汽车工业而言尤其具有意义。尽管人们大多关注电池、充电时间以及新的电力架构，但像ZF这样的企业正在证明，发动机本身也有很大的改进空间。通过使用更少数量的磁铁，以体积小25%、重量轻25%的组件实现相同的动力输出，对于电动汽车的未来而言，其重要性可能不亚于提升几公里的续航里程。

来源 | ZF