A ZF apresenta um motor revolucionário para carros elétricos que gira a 30.000 rpm, entrega 3.500 Nm de torque e reduz em 25% seu tamanho e peso.

A evolução dos motores para carros elétricos está seguindo um caminho bastante interessante. Durante anos, os fabricantes se concentraram em aumentar a potência, melhorar a eficiência e reduzir o consumo de materiais. Mas agora eles estão começando a explorar outra possibilidade que pode ter consequências importantes tanto para o design dos carros quanto para seus custos de fabricação: fazer com que os motores funcionem a velocidades muito maiores.

A especialista alemã ZF trabalha nessa direção há algum tempo e acaba de apresentar novos detalhes sobre sua tecnologia High Revolution Drive. Trata-se de uma proposta que busca superar alguns dos limites habituais dos sistemas de propulsão elétrica atuais, utilizando um motor menor e mais leve que, graças a uma transmissão especialmente desenvolvida, pode oferecer desempenhos próprios de unidades muito maiores.

O interessante é que essa tecnologia não foi criada exclusivamente para carros esportivos de alto desempenho ou modelos de luxo. A ZF pretende aplicá-la em carros elétricos de grande produção, onde reduzir alguns quilos, economizar materiais e liberar espaço pode representar uma vantagem significativa. E os primeiros resultados mostram que ainda existe bastante espaço para aprimorar motores que já se destacam por sua alta eficiência.

Um motor elétrico de 30.000 rpm que reduz em 25% o peso e utiliza metade dos ímãs

A principal característica do novo ZF High Revolution Drive é sua capacidade de atingir 30.000 rotações por minuto, uma velocidade muito superior às 18.000 rpm do motor utilizado pela empresa como referência. Para isso, os engenheiros desenvolveram um sistema que combina motor elétrico, eletrônica de potência e transmissão em uma única unidade compacta.

A versão apresentada atinge uma potência máxima de 200 kW (272 CV), mas o que é realmente impressionante é que consegue reduzir aproximadamente 25% tanto o tamanho quanto o peso em comparação com um sistema convencional com desempenho equivalente. Uma diferença considerável em um componente que deve ser instalado em uma área onde cada centímetro conta e que, além disso, influencia diretamente no peso total do carro.

A chave está em uma característica básica dos motores elétricos. Para uma mesma potência, quanto maior a velocidade de rotação, menor é o torque que o motor precisa gerar. Isso permite reduzir o tamanho do rotor e, portanto, usar menos materiais para obter o mesmo resultado. O problema é que as rodas não podem girar nessas velocidades, por isso é essencial adaptar o movimento por meio de uma transmissão.

A ZF resolveu esse problema utilizando uma redutora de duas etapas com engrenagens helicoidais e uma relação aproximada de 18:1. Isso significa que o motor pode girar a velocidades muito elevadas, enquanto a transmissão reduz essas rotações e multiplica o torque disponível na saída. Graças a essa configuração, o sistema alcança um torque máximo de 3.500 Nm na saída da transmissão para as rodas.

Outra vantagem está no consumo de materiais. A ZF afirma que o High Revolution Drive requer 50% menos massa de ímãs em comparação com sua unidade de referência de 18.000 rpm. Isso pode ter consequências significativas no custo de fabricação e na dependência de matérias-primas críticas, especialmente em um momento em que os fabricantes europeus buscam reduzir sua exposição a determinadas cadeias de suprimentos.

É claro que fazer um motor girar a velocidades tão altas também apresenta desafios. À medida que as rotações aumentam, controlar as vibrações, o ruído e as cargas sofridas pelos rolamentos torna-se mais complicado. Por isso, a ZF desenvolveu conjuntamente o motor, as engrenagens e os suportes mecânicos, dando especial atenção à geometria dos dentes da transmissão.

Segundo Thomas Meiser, responsável pela divisão de mobilidade elétrica da ZF, as 30.000 rpm representam atualmente o melhor equilíbrio entre desempenho técnico e custos para esta solução. Uma velocidade que permite aproveitar as vantagens de um motor mais compacto sem que as dificuldades de fabricação e funcionamento acabem anulando os benefícios.

Existe ainda outro dado especialmente interessante: apesar do aumento das rotações e do uso de uma redutora de duas etapas, o conjunto mantém uma eficiência próxima de 93%, praticamente idêntica à da unidade convencional utilizada como comparação. Isso significa que a ZF conseguiu reduzir o tamanho e o peso sem sacrificar o desempenho energético global do sistema.

A redução da massa também pode contribuir para melhorar a autonomia, embora a ZF ainda não tenha divulgado números específicos sobre quantos quilômetros adicionais um carro equipado com essa tecnologia poderia alcançar. Sua principal vantagem provavelmente será a combinação de menor peso, menor consumo de materiais e uma integração mais simples dentro das plataformas elétricas.

O High Revolution Drive faz parte da arquitetura modular SELECT da ZF, que permite adaptar diferentes componentes às necessidades de cada fabricante. A empresa está concentrando inicialmente seu desenvolvimento em sistemas entre 150 kW (204 CV) e 200 kW (272 CV), uma faixa de potência especialmente interessante para sedãs e SUVs elétricos de grande porte.

Além disso, a tecnologia é compatível tanto com arquiteturas de 400 quanto de 800 volts, o que facilitaria seu uso em diferentes plataformas sem a necessidade de desenvolver um sistema completamente novo para cada aplicação. Essa flexibilidade pode ser especialmente atraente para os fabricantes que buscam compartilhar componentes entre vários modelos e reduzir os custos de desenvolvimento.

A ZF já mantém conversas com diferentes fabricantes de automóveis, e seu objetivo é levar essa tecnologia à produção por volta de 2030. Ainda há trabalho a ser feito, especialmente para garantir a durabilidade, controlar os custos e adaptar o sistema às exigências da fabricação em larga escala.

Mas essa abordagem é especialmente interessante para a indústria europeia. Enquanto grande parte da atenção se concentra nas baterias, nos tempos de recarga e nas novas arquiteturas elétricas, empresas como a ZF estão demonstrando que os próprios motores também têm um amplo espaço para evolução. Alcançar a mesma potência com um conjunto 25% menor e mais leve, utilizando metade dos ímãs, pode ser tão importante para o futuro do carro elétrico quanto aumentar alguns quilômetros sua autonomia.

Fonte | ZF