Новото електрическо задвижване на ZF с мощност 200 kW е с една четвърт по-малко и изисква наполовина по-малко материал за магнитите
Германската технологична група ZF разработи ново електрическо задвижване, наречено High Revolution Drive, чийто електромотор достига до 30 000 об/мин. Значително по-високите обороти в сравнение с конвенционалните електромотори позволяват размерите и теглото на задвижването да бъдат намалени с близо 25%, а използваният материал за магнитите – с до 50%. Системата същевременно осигурява пикова мощност от 200 kW и ефективност около 93%. ZF цели технологията да влезе в серийно производство най-късно до 2030 г.
По-високите обороти позволяват по-малък електромотор
High Revolution Drive обединява електромотор, инвертор и редуктор в компактен задвижващ модул „три в едно“.
Инженерите са увеличили максималните обороти на електромотора до 30 000 об/мин, докато съпоставимо задвижване ZF SELECT работи при до 18 000 об/мин.
Решението се основава на проста физика: при една и съща мощност по-високите обороти изискват по-малък въртящ момент. Това позволява роторът на електромотора да бъде по-малък и по-лек.
Двустепенен редуктор с предавателно отношение приблизително 18:1 преобразува високите обороти на електромотора в необходимата теглителна сила на колелата. Представеното задвижване осигурява пикова мощност от 200 kW и до 3500 Nm въртящ момент на колелата. Тук е важно да се прави разлика между въртящия момент на електромотора и този на колелата. Стойността от 3500 Nm не е въртящият момент, който развива самият електромотор, а този, който се предава към колелата чрез редуктора.
Необходимият материал за магнитите е намален наполовина
В сравнение със задвижване SELECT със същата мощност новата система изисква близо 25% по-малко място за монтаж и тежи почти с една четвърт по-малко.
Още по-важно е намаляването с 50% на количеството материал за магнитите.
Редкоземните метали, използвани в електромоторите с постоянни магнити, правят производството зависимо от сложни международни вериги за доставки. По-малката необходимост от магнити помага за намаляване както на разходите за материали, така и на зависимостта от тези вериги.
Решението на ZF обаче не премахва напълно необходимостта от магнити.
Високите обороти поставят и по-големи изисквания към лагерите, зъбните предавки и потискането на вибрациите. ZF е разработила електромотора, редуктора и силовата електроника като интегрирана система, за да държи нивата на шум под контрол.
Резултатът е ефективност около 93% – колкото при конвенционалното задвижване SELECT на компанията.
Това означава, че ZF е постигнала значително намаляване на размерите и теглото, без да жертва ефективността спрямо съпоставимото задвижване.
По-малкото задвижване дава повече свобода на автомобилните производители
High Revolution Drive е предназначено за електрически автомобили за масово производство с мощност на задвижването приблизително 150–200 kW.
Системата е съвместима както с 400-волтови, така и с 800-волтови електрически архитектури и използва компоненти от съществуващата платформа SELECT на ZF.
За европейските автомобилни производители по-компактното задвижване дава възможност да намалят теглото на автомобила или да използват освободеното пространство за батерии, пътническия салон и други компоненти.
Задвижване, което е с една четвърт по-малко, обаче не означава съответно увеличение на пробега. Електромоторът и редукторът съставляват сравнително малка част от общото тегло на автомобила, затова действителните икономии на енергия зависят от цялостната му конструкция.
Подходът на ZF се различава и от този на конкурентите ѝ. Докато някои производители се съсредоточават върху електромотори без магнити или нови полупроводникови компоненти, ZF търси подобрения чрез по-високи обороти и оптимизиране на цялата задвижваща система.
Серийното производство е планирано най-късно за 2030 г.
ZF вече води разговори с няколко автомобилни производители и цели да започне производството на High Revolution Drive най-късно до 2030 г.
Компанията не е разкрила имената на първите си клиенти, нито цената на новото задвижване.
Истинската стойност на иновацията на ZF не е в мощността от 200 kW, тъй като на пазара вече има много електрически задвижвания с такава мощност. От значение е постигането на същата мощност с по-малка и по-лека конструкция, която изисква по-малко критични материали.
За европейската индустрия на електрическите автомобили това може да се окаже дори по-важно от пореден рекорд по мощност. Конкуренцията с китайските производители налага намаляване на разходите, а всеки спестен килограм тегло и грам материал за магнитите помага за постигането на тази цел.
