ZF rozwija napędy elektryczne o prędkości obrotowej poniżej 30 000 obrotów na minutę.

ZF opracowało High Revolution Drive – szczególnie kompaktowy napęd elektryczny o prędkości obrotowej do 30 000 obrotów na minutę. Producent obiecuje mniejszą przestrzeń montażową i mniejszą wagę, a także znacznie mniejsze zapotrzebowanie na magnesy.

Architektura tego napędu została zaprojektowana dla systemów o napięciu 400 i 800 voltów.

Zdjęcie: ZF

Przy tej samej mocy wyjściowej zwiększenie prędkości obrotowej zmniejsza wymagany moment obrotowy silnika elektrycznego. Według ZF umożliwia to projektowanie maszyny elektrycznej w bardziej kompaktowej formie i przy mniejszej wadze. Aby zapewnić konieczny moment obrotowy na kołach, szwabski dostawca łączy silnik z dwustopniową przekładnią zębatą o stosunku zębów około 18:1.

Maszyna elektryczna, inwerter oraz przekładnia są zintegrowane w system 3 w 1. ZF twierdzi, że nowo przedstawiony projekt osiąga maksymalną moc 200 kW oraz maksymalny moment obrotowy 3 500 Nm na kołach. W porównaniu z układem SELECT o tej samej mocy 200 kW i maksymalnej prędkości 18 000 obrotów na minutę, układ High Revolution Drive wymaga o około 25 procent mniej miejsca montażowego i jest o około 25 procent lżejszy. ZF dąży nawet do zmniejszenia zapotrzebowania na magnesy o 50 procent.

To drugie rozwiązanie prawdopodobnie będzie szczególnie interesujące dla producentów pojazdów, ponieważ mniejsza ilość materiału magnetycznego może obniżyć zarówno koszty, jak i zależność od określonych surowców oraz łańcuchów dostaw. Pomimo wyższej prędkości obrotowej i większego przełożenia, ZF twierdzi, że efektywność pozostaje na poziomie standardowego napędu. Jednak dostawca nie podaje konkretnych wartości efektywności.

ZF dąży do zmniejszenia zapotrzebowania na magnesy o połowę

Specjalnym wyzwaniem przy wysokich prędkościach obrotowych są hałas i wibracje. W tym zakresie ZF podkreśla swoją wiedzę w dziedzinie rozwoju przekładni i kół zębatych. W przypadku nowego napędu wspólnie opracowano m.in. silnik elektryczny, przekładnie, łożyska oraz geometrię zębów. Firma określa prędkość 30 000 obrotów na minutę jako technicznie i ekonomicznie optymalny punkt dla przedstawionej konfiguracji.

Początkowo uwaga skupia się na segmencie o mocy wyjściowej silnika w przedziale około 150 do 200 kW. Jednak architektura ta została zaprojektowana tak, aby być skalowalna dla innych poziomów mocy, a także obsługiwać systemy o napięciu 400 i 800 voltów.

High Revolution Drive opiera się na modułowej platformie SELECT firmy ZF. Oznacza to, że dostawca nie musi rozwijać zupełnie nowego systemu modułowego dla tej nowej wersji silnika, lecz może nadal używać istniejących komponentów i technologii.

Mimo to High Revolution Drive znajduje się jeszcze w fazie przedserii. Według ZF firma prowadzi już rozmowy z kilkoma producentami samochodów na temat tego konceptu i ma zamiar rozpocząć produkcję seryjną do 2030 roku. Firma nie podała jeszcze żadnych konkretnych klientów ani projektów pojazdów.

W tym roku ZF zreorganizował swoją działalność związaną z mobilnością elektryczną. Po przeglądzie opcji produkcji własnej lub zakupu, dostawca zdecydował wiosną o kontynuowaniu rozwoju i produkcji silników elektrycznych oraz inwerterów we własnych zakładach. Jednocześnie dział e-drive napotyka presję kosztową ze względu na niższy poziom wykorzystania mocy niż początkowo przewidywano. Dzięki rozwiązaniu High Revolution Drive ZF pokazuje teraz technologiczną różnicę, na której chce się skupić w swoich przyszłych rozwiązaniach e-drive.