A ZF új, 200 kW-os elektromos hajtása negyedével kisebb, és feleannyi mágneses anyagot igényel
A német technológiai vállalat, a ZF új elektromos hajtást fejlesztett High Revolution Drive néven, amelynek villanymotorja akár 30 000 percenkénti fordulatra képes. A hagyományos motorokénál jóval magasabb fordulatszám lehetővé teszi, hogy a hajtás mérete és tömege közel 25%-kal, a mágneses anyag felhasználása pedig akár a felére csökkenjen. A rendszer így is 200 kW csúcsteljesítményt és körülbelül 93%-os hatásfokot nyújt. A ZF célja, hogy legkésőbb 2030-ra sorozatgyártásba vigye a technológiát.
A magasabb fordulatszám kisebb motort tesz lehetővé
A High Revolution Drive egy villanymotort, egy invertert és egy fordulatszám-csökkentő hajtóművet egyesít kompakt, három az egyben hajtásegységben.
A mérnökök 30 000 percenkénti fordulatra növelték a motor maximális fordulatszámát, míg egy összehasonlítható ZF SELECT hajtás legfeljebb 18 000 percenkénti fordulaton működik.
A megoldás egyszerű fizikai összefüggésen alapul: azonos teljesítmény mellett nagyobb fordulatszámhoz kisebb forgatónyomaték szükséges. Így a motor forgórésze kisebb és könnyebb lehet.
A kétfokozatú fordulatszám-csökkentő hajtómű hozzávetőleg 18:1-es áttétellel alakítja át a motor magas fordulatszámát a kerekeknél szükséges vonóerővé. A bemutatott hajtás 200 kW csúcsteljesítményt és a kerekeknél akár 3500 Nm forgatónyomatékot nyújt. Itt fontos különbséget tenni a motor és a kerekek forgatónyomatéka között. A 3500 Nm nem magának a villanymotornak a forgatónyomatéka, hanem a fordulatszám-csökkentő hajtóművön keresztül a kerekekre jutó érték.
Felére csökken a mágneses anyag szükséglete
Azonos teljesítményű SELECT hajtáshoz képest az új rendszer közel 25%-kal kevesebb beépítési helyet igényel, és majdnem negyedével könnyebb.
Ennél is fontosabb, hogy a szükséges mágneses anyag mennyisége 50%-kal csökken.
Az állandó mágnesű villanymotorokban használt ritkaföldfémek miatt a gyártás összetett nemzetközi ellátási láncoktól függ. A kisebb mágnesigény segít mérsékelni az anyagköltségeket és az ellátási láncoktól való függést is.
A ZF megoldása azonban nem hagyja el teljesen a mágneseket.
A magas fordulatszám a csapágyakkal, a fogaskerekekkel és a rezgéscsillapítással szemben is nagyobb követelményeket támaszt. A ZF a motort, a fordulatszám-csökkentő hajtóművet és a teljesítményelektronikát integrált rendszerként fejlesztette ki, hogy kordában tartsa a zajszintet.
Az eredmény körülbelül 93%-os hatásfok, amely megegyezik a vállalat hagyományos SELECT hajtásának értékével.
A ZF így jelentősen csökkentette a méretet és a tömeget anélkül, hogy az összehasonlítható hajtás hatásfokából engedett volna.
A kisebb hajtás nagyobb mozgásteret ad az autógyártóknak
A High Revolution Drive-ot nagy sorozatban gyártott, hozzávetőleg 150–200 kW hajtásteljesítményű elektromos autókhoz szánják.
A rendszer a 400 és a 800 voltos elektromos architektúrákkal is kompatibilis, és a ZF meglévő SELECT platformjának alkatrészeit használja.
Az európai autógyártók számára a kompaktabb hajtás lehetőséget kínál a jármű tömegének csökkentésére, vagy arra, hogy a felszabaduló helyet akkumulátorok, az utastér és más alkatrészek számára használják fel.
A negyedével kisebb hajtást azonban nem szabad a hatótáv ugyanekkora növekedésével azonosítani. A villanymotor és a fordulatszám-csökkentő hajtómű az autó össztömegének viszonylag kis részét teszi ki, így a tényleges energiamegtakarítás a jármű egészének kialakításától függ.
A ZF megközelítése versenytársaiétól is eltér. Míg egyes gyártók a mágnes nélküli motorokra vagy az új félvezetőkre összpontosítanak, a ZF a magasabb fordulatszámmal és a teljes hajtáslánc optimalizálásával kíván előrelépést elérni.
A sorozatgyártás megkezdését legkésőbb 2030-ra tervezik
A ZF már több autógyártóval tárgyal, és célja, hogy legkésőbb 2030-ban megkezdje a High Revolution Drive gyártását.
A vállalat nem hozta nyilvánosságra első ügyfeleinek nevét, sem az új hajtás árát.
A ZF újításának valódi értékét nem a 200 kW-os teljesítmény adja: a piacon már most is bőven vannak ilyen teljesítményű elektromos hajtások. Az számít, hogy ugyanezt a teljesítményt kisebb, könnyebb, kevesebb kritikus fontosságú anyagot igénylő konstrukcióval érik el.
Az európai elektromosautó-ipar számára ez akár egy újabb teljesítményrekordnál is fontosabb lehet. A kínai gyártókkal folytatott verseny a költségek csökkentését kényszeríti ki, és minden megtakarított kilogramm tömeg, valamint minden gramm mágneses anyag közelebb visz ehhez a célhoz.
