High Revolution Drive: ZF opracowuje napęd elektryczny o prędkości obrotowej do 30.000 obrotów na minutę.
ZF hat mit dem High Revolution Drive einen besonders kompakten E-Antrieb mit bis zu 30.000 U/min entwickelt. Der Zulieferer verspricht damit weniger Bauraum und Gewicht sowie einen deutlich geringeren Magnetbedarf.
Die Architektur ist für 400- und 800-Volt-Systeme ausgelegt.
Bild: ZF
Bei gleicher Leistung soll mit steigender Drehzahl das erforderliche Drehmoment des Elektromotors sinken. Dadurch kann nach Angaben von ZF die E-Maschine kleiner und leichter ausgelegt werden. Damit trotzdem das nötige Drehmoment am Rad anliegt, kombiniert der schwäbische Zulieferer den Motor mit einem zweistufigen Stirnradgetriebe mit einer Übersetzung von rund 18:1.
E-Maschine, Inverter und Getriebe sind in einem 3-in-1-System zusammengefasst. Die nun vorgestellte Auslegung erreicht laut ZF 200 kW Spitzenleistung und 3.500 Nm Spitzendrehmoment am Rad. Im Vergleich zu einem ebenfalls 200 kW starken SELECT-Antrieb mit maximal 18.000 U/min soll der High Revolution Drive knapp 25 Prozent weniger Bauraum benötigen und rund 25 Prozent leichter sein. Den Magnetbedarf will ZF sogar um 50 Prozent reduzieren.
Gerade Letzteres dürfte für Fahrzeughersteller interessant sein, da weniger Magnetmaterial sowohl die Kosten als auch die Abhängigkeit von bestimmten Rohstoffen und Lieferketten verringern kann. Trotz höherer Drehzahl und stärkerer Getriebeuntersetzung soll der Wirkungsgrad laut ZF auf dem Niveau des Vergleichsantriebs liegen. Konkrete Effizienzwerte nennt der Zulieferer allerdings nicht.
ZF will Magnetbedarf halbieren
Eine besondere Herausforderung hoher Drehzahlen sind Geräusche und Schwingungen. ZF verweist hier auf seine Erfahrung in der Getriebe- und Verzahnungsentwicklung. Für den neuen Antrieb seien unter anderem E-Maschine, Verzahnung, Lagerung und Zahngeometrie gemeinsam ausgelegt worden. Die Marke von 30.000 U/min bezeichnet das Unternehmen für die vorgestellte Konfiguration als technischen und wirtschaftlichen „Sweet Spot“.
Der Fokus liegt zunächst auf dem Volumensegment mit Antriebsleistungen zwischen rund 150 und 200 kW. Die Architektur soll sich aber für andere Leistungsstufen skalieren lassen und sowohl 400- als auch 800-Volt-Systeme unterstützen.
Der High Revolution Drive basiert auf der modularen SELECT-Plattform von ZF. Damit muss der Zulieferer für die neue Antriebsvariante keinen komplett neuen Baukasten entwickeln, sondern kann bestehende Komponenten und Technologien weiterverwenden.
Noch befindet sich der High Revolution Drive allerdings vor dem Serienstart. ZF spricht nach eigenen Angaben bereits mit mehreren Automobilherstellern über das Konzept und strebt eine Serienproduktion bis 2030 an. Konkrete Kunden oder Fahrzeugprojekte nennt das Unternehmen bislang nicht.
ZF hat dieses Jahr sein E-Mobilitätsgeschäft neu geordnet. Nach einer Make-or-Buy-Prüfunghatte der Zulieferer im Frühjahr entschieden, Elektromotoren und Inverter weiterhin selbst zu entwickeln und zu produzieren. Gleichzeitig steht die E-Antriebssparte wegen einer schwächeren Auslastung als ursprünglich erwartet unter Kostendruck. Mit dem High Revolution Drive zeigt ZF nun, auf welche technische Differenzierung das Unternehmen bei seinen künftigen E-Antrieben setzt.