ZF jaunā 200 kW elektriskā piedziņa ir par ceturtdaļu mazāka un patērē uz pusi mazāk magnētu materiāla
Vācijas tehnoloģiju grupa ZF ir izstrādājusi jaunu elektrisko piedziņu High Revolution Drive, kuras elektromotors sasniedz līdz 30 000 apgriezienu minūtē. Ievērojami lielāks griešanās ātrums nekā parastajiem elektromotoriem ļauj samazināt piedziņas izmērus un masu par gandrīz 25 %, bet magnētu materiāla patēriņu — pat uz pusi. Piedziņa joprojām nodrošina 200 kW maksimālo jaudu un aptuveni 93 % lietderības koeficientu. ZF plāno sākt šīs tehnoloģijas sērijveida ražošanu ne vēlāk kā 2030. gadā.
Lielāks griešanās ātrums ļauj samazināt elektromotoru
High Revolution Drive kompaktā piedziņas blokā apvieno elektromotoru, invertoru un reduktoru.
Inženieri palielinājuši elektromotora maksimālo griešanās ātrumu līdz 30 000 apgriezieniem minūtē, savukārt salīdzināmas ZF SELECT piedziņas griešanās ātrums sasniedz līdz 18 000 apgriezieniem minūtē.
Risinājuma pamatā ir vienkāršs fizikas princips: pie vienādas jaudas lielāks griešanās ātrums nozīmē, ka nepieciešams mazāks griezes moments. Tāpēc elektromotora rotoru var izgatavot mazāku un vieglāku.
Divpakāpju reduktors ar aptuveni 18:1 pārnesumu attiecību pārvērš elektromotora lielo griešanās ātrumu riteņiem nepieciešamajā vilcē. Prezentētā piedziņa nodrošina 200 kW maksimālo jaudu un līdz 3500 Nm griezes momentu pie riteņiem. Te būtiski nošķirt elektromotora griezes momentu no griezes momenta pie riteņiem. Minētie 3500 Nm nav paša elektromotora attīstītais griezes moments, bet gan vērtība, kas caur reduktoru tiek nodota riteņiem.
Magnētu materiāla patēriņš samazināts uz pusi
Salīdzinot ar tādas pašas jaudas SELECT piedziņu, jaunajai sistēmai nepieciešams gandrīz par 25 % mazāk vietas, un tā sver gandrīz par ceturtdaļu mazāk.
Vēl nozīmīgāks ir magnētu materiāla daudzuma samazinājums par 50 %.
Pastāvīgo magnētu elektromotoros izmantoto retzemju metālu dēļ ražošana ir atkarīga no sarežģītām starptautiskām piegādes ķēdēm. Mazāka vajadzība pēc magnētu materiāla palīdz samazināt gan materiālu izmaksas, gan atkarību no piegādes ķēdēm.
Tomēr ZF risinājumā magnēti nav pilnībā izslēgti.
Liels griešanās ātrums izvirza arī augstākas prasības gultņiem, zobratiem un vibrāciju slāpēšanai. Lai ierobežotu trokšņa līmeni, ZF elektromotoru, reduktoru un jaudas elektroniku izstrādāja kā vienotu sistēmu.
Rezultātā lietderības koeficients ir aptuveni 93 % — tikpat, cik uzņēmuma parastajai SELECT piedziņai.
Tādējādi ZF ir ievērojami samazinājis izmērus un masu, saglabājot tādu pašu lietderības koeficientu kā salīdzināmajai piedziņai.
Mazāka piedziņa dod autoražotājiem lielāku rīcības brīvību
High Revolution Drive ir paredzēta lielā apjomā ražotiem elektroauto ar aptuveni 150–200 kW piedziņas jaudu.
Sistēma ir savietojama gan ar 400, gan 800 voltu elektriskajām arhitektūrām un izmanto komponentus no ZF esošās SELECT platformas.
Eiropas autoražotājiem kompaktākā piedziņa dod iespēju samazināt automobiļa masu vai atbrīvoto vietu izmantot akumulatoriem, salonam un citiem komponentiem.
Tomēr par ceturtdaļu mazāku piedziņu nevajadzētu pielīdzināt tādam pašam nobraukuma pieaugumam. Elektromotors un reduktors veido salīdzinoši nelielu daļu no automobiļa kopējās masas, tāpēc faktiskais enerģijas ietaupījums ir atkarīgs no automobiļa konstrukcijas kopumā.
ZF pieeja atšķiras arī no konkurentu izvēlētajiem risinājumiem. Kamēr daži ražotāji pievēršas elektromotoriem bez magnētiem vai jauniem pusvadītājiem, ZF cenšas panākt uzlabojumus, palielinot griešanās ātrumu un optimizējot visu piedziņas sistēmu.
Sērijveida ražošanu plānots sākt līdz 2030. gadam
ZF jau risina sarunas ar vairākiem autoražotājiem un plāno sākt High Revolution Drive ražošanu ne vēlāk kā 2030. gadā.
Uzņēmums nav atklājis ne pirmo klientu nosaukumus, ne jaunās piedziņas cenu.
ZF jaunieveduma patiesā vērtība nav 200 kW jaudā — tirgū jau ir daudz elektrisko piedziņu ar šādu veiktspēju. Būtiski ir panākt tādu pašu jaudu ar mazāku, vieglāku konstrukciju, kurai vajag mazāk kritiski svarīgu materiālu.
Eiropas elektroauto nozarei tas varētu būt vēl svarīgāk nekā kārtējais jaudas rekords. Konkurence ar Ķīnas ražotājiem liek samazināt izmaksas, un katrs ietaupītais masas kilograms un magnētu materiāla grams palīdz tuvoties šim mērķim.
