High Revolution Drive: ZF ha creato un sistema di trazione elettrica in grado di funzionare a fino a 30.000 giri al minuto.
ZF ha sviluppato con il High Revolution Drive un motore elettrico particolarmente compatto in grado di raggiungere fino a 30.000 giri/minuto. Il fornitore promette così meno spazio e peso necessari per la sua installazione, nonché un fabbisogno di magneti notevolmente ridotto.
L’architettura è progettata per sistemi da 400 e 800 volt.
Immagine: ZF
Con prestazioni costanti, all’aumentare della velocità di rotazione il momento torcente richiesto al motore elettrico dovrebbe diminuire. Secondo ZF, ciò permette di progettare il motore elettrico in dimensioni più ridotte e con un peso inferiore. Per assicurare comunque il momento torcente necessario alle ruote, il fornitore svizzero combina il motore con un cambio a ingranaggi a due stadi con un rapporto di trasmissione di circa 18:1.
Motore elettrico, inverter e cambio sono integrati in un sistema 3-in-1. Secondo ZF, la configurazione presentata raggiunge una potenza massima di 200 kW e un momento torcente massimo alle ruote di 3.500 Nm. Rispetto a un sistema SELECT anch’esso da 200 kW con una velocità massima di 18.000 giri/min, il High Revolution Drive richiederebbe circa il 25 percento in meno di spazio e sarebbe leggermente più leggero, di circa il 25 percento. ZF intende addirittura ridurre del 50 percento il fabbisogno di magneti.
Soprattutto quest’ultimo aspetto potrebbe risultare interessante per i produttori di veicoli, poiché l’uso di meno materiale magnetico può ridurre sia i costi sia la dipendenza da determinate materie prime e catene di approvvigionamento. Nonostante le maggiori velocità di rotazione e una maggiore riduzione della trasmissione, l’efficienza dovrebbe rimanere, secondo ZF, al livello del sistema di trasmissione di riferimento. Tuttavia, il fornitore non fornisce valori specifici sull’efficienza.
ZF vuole ridurre della metà il fabbisogno di magneti
Una sfida particolare legata alle alte velocità di rotazione sono i rumori e le vibrazioni. ZF fa riferimento in questo contesto alla propria esperienza nello sviluppo di trasmissioni e ingranaggi. Per la nuova trasmissione, infatti, macchina elettrica, ingranaggi, supporti e geometria dei denti sono stati progettati insieme. L’azienda definisce la soglia dei 30.000 giri/min come il “punto ideale” sia dal punto di vista tecnico che economico per la configurazione presentata.
La priorità è inizialmente rivolta al segmento di potenza compreso tra circa 150 e 200 kW. Tuttavia, l’architettura dovrebbe poter essere scalata per altre fasce di potenza e supportare sia i sistemi a 400 volt che quelli a 800 volt.
Il High Revolution Drive si basa sulla piattaforma modulare SELECT di ZF. Grazie a ciò, il fornitore non deve sviluppare un nuovo insieme di componenti per questa nuova variante di trazione, ma può continuare a utilizzare componenti e tecnologie esistenti.
Tuttavia, il High Revolution Drive è ancora in fase pre-serie. Secondo ZF, l’azienda sta già discutendo il concetto con diversi produttori di automobili e punta a una produzione in serie entro il 2030. L’azienda non ha ancora indicato clienti o progetti di veicoli specifici.
ZF ha riorganizzato quest’anno la sua attività nel settore dell’e-mobilità. Dopo una valutazione tra produzione interna e acquisto esterno, il fornitore ha deciso nella primavera di continuare a sviluppare e produrre da solo motori elettrici e inverter. Allo stesso tempo, il reparto dei sistemi di trazione elettrica è soggetto a pressioni sui costi a causa di un livello di utilizzo inferiore a quanto previsto inizialmente. Con il High Revolution Drive, ZF mostra ora su quale differenziazione tecnologica l’azienda punta per i suoi futuri sistemi di trazione elettrica.