ZF sviluppa motori elettrici con una velocità di rotazione inferiore a 30.000 giri al minuto.

ZF ha sviluppato il High Revolution Drive, un motore elettrico particolarmente compatto in grado di raggiungere fino a 30.000 giri al minuto. Il fornitore promette uno spazio di installazione e un peso ridotti, nonché un fabbisogno di magneti notevolmente inferiore.

L’architettura è progettata per sistemi da 400 e 800 volt.

Immagine: ZF

Con lo stesso livello di potenza erogata, aumentare la velocità di rotazione riduce il carico di coppia richiesto al motore elettrico. Secondo ZF, ciò permette di progettare la macchina elettrica in modo più compatto e con un peso inferiore. Per garantire che la coppia necessaria venga comunque erogata alle ruote, il fornitore svizzero combina il motore con un’alimentazione a ingranaggi a denti diritti a due stadi, caratterizzata da un rapporto di trasmissione di circa 18:1.

La macchina elettrica, l’inverter e l’alimentazione sono integrati in un sistema 3-in-1. ZF afferma che il nuovo design raggiunge una potenza massima di 200 kW e una coppia massima di 3.500 Nm alle ruote. Rispetto a un sistema SELECT con la stessa potenza di 200 kW e una velocità massima di 18.000 giri/min, il High Revolution Drive richiede circa il 25 percento in meno di spazio di installazione ed è circa il 25 percento più leggero. ZF mira addirittura a ridurre del 50 percento il fabbisogno di magneti.

Quest’ultimo aspetto potrebbe rivelarsi particolarmente interessante per i produttori di veicoli, poiché l’uso di meno materiale magnetico permette di ridurre sia i costi sia la dipendenza da materie prime specifiche e catene di approvvigionamento. Nonostante la maggiore velocità di rotazione e una maggiore riduzione delle marce, ZF afferma che l’efficienza rimane a livello di quella del sistema di trasmissione tradizionale. Tuttavia, il fornitore non fornisce valori specifici sull’efficienza.

ZF mira a ridurre della metà il fabbisogno di magneti

Una sfida particolare legata alle alte velocità di rotazione è rappresentata dal rumore e dalle vibrazioni. A questo proposito, ZF sottolinea la propria esperienza nello sviluppo di trasmissioni e ingranaggi. Per il nuovo sistema di trasmissione, tra le altre cose, sono stati sviluppati in modo congiunto il motore elettrico, gli ingranaggi, i cuscinetti e la geometria dei denti. L’azienda descrive la soglia delle 30.000 giri al minuto come il “punto ottimale” sia dal punto di vista tecnico che economico per la configurazione presentata.

Inizialmente l’attenzione è concentrata sul segmento a volume caratterizzato da prestazioni tra circa 150 e 200 kW. Tuttavia, l’architettura è progettata per essere scalabile ad altri livelli di potenza e supporta sia sistemi a 400 che a 800 volt.

Il High Revolution Drive si basa sulla piattaforma modulare SELECT di ZF. Ciò significa che il fornitore non deve sviluppare un sistema modulare completamente nuovo per questa nuova variante di motore, ma può continuare a utilizzare componenti e tecnologie esistenti.

Nonostante ciò, il High Revolution Drive si trova ancora nella fase pre-serie. Secondo ZF, l’azienda è già in trattative con diversi produttori automobilistici riguardo a questo concetto e intende avviare la produzione in serie entro il 2030. L’azienda non ha ancora indicato clienti o progetti di veicoli specifici.

Quest’anno ZF ha riorganizzato la sua attività nel settore dell’e-mobilità. Dopo una valutazione tra produzione interna e acquisto esterno, il fornitore ha deciso in primavera di continuare a sviluppare e produrre motori elettrici e inverter in casa. Allo stesso tempo, la divisione e-drive è sotto pressione sui costi a causa di un utilizzo inferiore a quanto previsto inizialmente. Con il High Revolution Drive, ZF sta ora dimostrando la differenziazione tecnologica su cui punta per i suoi futuri sistemi e-drive.