High Revolution Drive: ZF создает электропривод с частотой вращения до 30 000 об/мин
Компания ZF разработала с помощью технологии High Revolution Drive особенно компактный электропривод с частотой вращения до 30 000 об/мин. Поставщик обещает благодаря этому меньшие габариты и вес, а также значительно меньшую потребность в магнитах.
Архитектура привода предназначена для систем напряжением 400 и 800 вольт.
Источник: ZF
При одинаковой мощности при увеличении частоты вращения необходимый крутящий момент электродвигателя должен снижаться. По словам ZF, это позволяет разрабатывать электродвигатели меньшего размера и меньшего веса. Чтобы при этом на колесо по-прежнему передавался необходимый крутящий момент, этот швабский поставщик комплектует двигатель двухступенчатой коробкой передач с прямыми зубьями с передаточным отношением около 18:1.
Электродвигатель, инвертор и коробка передач объединены в одну систему 3-в-1. По данным ZF, представленная конструкция обеспечивает пиковую мощность 200 кВт и пиковый крутящий момент 3.500 Нм на колесе. По сравнению с аналогичным приводом SELECT мощностью 200 кВт с максимальной частотой вращения 18.000 об/мин, привод High Revolution Drive требует примерно на 25 процентов меньше пространства и весит примерно на 25 процентов меньше. ZF также планирует сократить потребность в магнитах на 50 процентов.
Именно последний аспект, вероятно, окажется интересным для производителей автомобилей, поскольку меньшее количество магнитного материала может снизить как затраты, так и зависимость от определённых сырьевых ресурсов и цепочек поставок. По словам ZF, благодаря более высокой частоте вращения и более сильному снижению передаточного числа КПП КПД должен оставаться на уровне аналогичных двигателей. Однако поставщик не указывает конкретных показателей эффективности.
ZF хочет сократить потребность в магнитах вдвое
Особой проблемой при высоких частотах вращения являются шумы и вибрации. ZF ссылается здесь на свой опыт в разработке КПП и зубчатых передач. Для нового двигателя были совместно спроектированы, среди прочего, электродвигатель, зубчатая передача, подшипники и геометрия зубьев. Компания считает, что порог в 30 000 об/мин для представленной конфигурации является техническим и экономическим «идеальным решением».
В первую очередь внимание сосредоточено на сегменте мощностей примерно от 150 до 200 кВт. Однако архитектура должна позволять масштабироваться для других уровней мощности и поддерживать как 400-вольтные, так и 800-вольтные системы.
High Revolution Drive основан на модульной платформе SELECT от ZF. Благодаря этому поставщику не нужно разрабатывать совершенно новую конструкцию для новой версии привода — он может продолжать использовать существующие компоненты и технологии.
Тем не менее High Revolution Drive пока находится на этапе перед запуском в серию. По словам ZF, компания уже ведет переговоры по этой концепции с несколькими автопроизводителями и стремится к серийному производству к 2030 году. Конкретные клиенты или проекты автомобилей компания пока не называет.
В этом году компания ZF реорганизовала свой бизнес в области электромобильности. После анализа вариантов производства самостоятельно или закупки поставщик весной принял решение продолжать самостоятельно разрабатывать и производить электродвигатели и инверторы. В то же время подразделение электроприводов сталкивается с давлением из-за более низкой загрузки, чем ожидалось изначально. С помощью технологии High Revolution Drive ZF показывает, на какую техническую уникальность компания будет ориентироваться в своих будущих электроприводах.