Noul sistem de propulsie electrică ZF de 200 kW este cu un sfert mai mic și folosește de două ori mai puțin material magnetic
Grupul german de tehnologie ZF a dezvoltat un nou sistem de propulsie electrică, High Revolution Drive, al cărui motor atinge turații de până la 30.000 rpm. Funcționarea la turații semnificativ mai mari decât cele ale motoarelor convenționale permite reducerea dimensiunilor și greutății sistemului cu aproape 25%, iar a cantității de material magnetic utilizat cu până la jumătate. Sistemul oferă în continuare o putere maximă de 200 kW și un randament de aproximativ 93%. ZF intenționează să introducă tehnologia în producția de serie cel târziu în 2030.
Turațiile mai mari permit utilizarea unui motor mai mic
High Revolution Drive reunește un motor electric, un invertor și un reductor într-o unitate de propulsie compactă, de tip trei-în-unu.
Inginerii au crescut turația maximă a motorului la 30.000 rpm, în timp ce un sistem de propulsie ZF SELECT comparabil funcționează la cel mult 18.000 rpm.
Soluția se bazează pe un principiu fizic simplu: la aceeași putere, o turație mai mare necesită un cuplu mai mic. Astfel, rotorul motorului poate fi mai mic și mai ușor.
Un reductor în două trepte, cu un raport de reducere de aproximativ 18:1, transformă turația ridicată a motorului în forța de tracțiune necesară la roți. Sistemul prezentat dezvoltă o putere maximă de 200 kW și un cuplu de până la 3.500 Nm la roți. Este importantă distincția dintre cuplul motorului și cel de la roți. Valoarea de 3.500 Nm nu reprezintă cuplul produs de motorul electric, ci cuplul transmis roților prin reductor.
Cantitatea necesară de material magnetic, redusă la jumătate
Comparativ cu un sistem de propulsie SELECT de aceeași putere, noul sistem necesită cu aproape 25% mai puțin spațiu de instalare și cântărește cu aproape un sfert mai puțin.
Și mai importantă este reducerea cu 50% a cantității de material magnetic.
Metalele din categoria pământurilor rare folosite în motoarele electrice cu magneți permanenți fac ca producția să depindă de lanțuri internaționale de aprovizionare complexe. Necesarul mai mic de material magnetic contribuie la reducerea atât a costurilor cu materialele, cât și a dependenței de aceste lanțuri de aprovizionare.
Soluția ZF nu elimină însă complet magneții.
Turațiile ridicate impun, de asemenea, cerințe mai stricte pentru rulmenți, angrenaje și amortizarea vibrațiilor. ZF a dezvoltat motorul, reductorul și electronica de putere ca sistem integrat, pentru a menține zgomotul sub control.
Rezultatul este un randament de aproximativ 93%, egal cu cel al sistemului de propulsie convențional SELECT al companiei.
Astfel, ZF a obținut o reducere semnificativă a dimensiunilor și greutății fără a sacrifica randamentul sistemului de propulsie comparabil.
Un sistem de propulsie mai mic le oferă constructorilor auto mai multă flexibilitate
High Revolution Drive este destinat automobilelor electrice produse în volume mari, cu o putere de propulsie de aproximativ 150–200 kW.
Sistemul este compatibil atât cu arhitecturile electrice de 400 de volți, cât și cu cele de 800 de volți și folosește componente din platforma SELECT existentă a ZF.
Pentru constructorii auto europeni, sistemul de propulsie mai compact oferă posibilitatea de a reduce greutatea vehiculului sau de a folosi spațiul eliberat pentru baterii, habitaclu și alte componente.
Totuși, un sistem de propulsie cu un sfert mai mic nu trebuie confundat cu o creștere echivalentă a autonomiei. Motorul electric și reductorul reprezintă o parte relativ mică din greutatea totală a unui automobil, astfel că economiile reale de energie depind de proiectarea vehiculului în ansamblu.
Abordarea ZF diferă și de cele ale concurenților. În timp ce unii producători se concentrează pe motoare fără magneți sau pe semiconductori noi, ZF urmărește să obțină îmbunătățiri prin turații mai mari și prin optimizarea întregului lanț de propulsie.
Producția de serie, planificată până în 2030
ZF poartă deja discuții cu mai mulți constructori auto și intenționează să înceapă producția High Revolution Drive cel târziu în 2030.
Compania nu a dezvăluit numele primilor clienți și nici prețul noului sistem de propulsie.
Adevărata valoare a inovației ZF nu constă în puterea sa de 200 kW, deoarece pe piață există deja numeroase sisteme de propulsie electrică ce oferă acest nivel de performanță. Ceea ce contează este obținerea aceleiași puteri printr-o construcție mai mică și mai ușoară, care necesită mai puține materiale critice.
Pentru industria europeană a automobilelor electrice, acest lucru ar putea fi chiar mai important decât un nou record de putere. Concurența cu producătorii chinezi impune reducerea costurilor, iar fiecare kilogram și fiecare gram de material magnetic economisit contribuie la apropierea de acest obiectiv.
