ZF-ov novi električni pogon od 200 kW za četvrtinu je manji i zahteva upola manje materijala za magnete
Nemačka tehnološka grupa ZF razvila je novi električni pogon High Revolution Drive, čiji motor dostiže do 30.000 obrtaja u minuti. Rad pri znatno većem broju obrtaja nego kod konvencionalnih motora omogućava da se dimenzije i masa pogona smanje za gotovo 25%, a upotreba materijala za magnete i do 50%. Sistem pritom i dalje razvija najveću snagu od 200 kW i postiže efikasnost od oko 93%. ZF namerava da uvede ovu tehnologiju u serijsku proizvodnju najkasnije do 2030. godine.
Veći broj obrtaja omogućava manji motor
High Revolution Drive objedinjuje elektromotor, inverter i reduktor u kompaktnu pogonsku jedinicu tri u jednom.
Inženjeri su povećali maksimalni broj obrtaja motora na 30.000 u minuti, dok uporedivi ZF-ov pogon SELECT radi na najviše 18.000 obrtaja u minuti.
Rešenje se zasniva na jednostavnim zakonima fizike: pri istoj snazi, veći broj obrtaja znači da je potreban manji obrtni moment. To omogućava da rotor motora bude manji i lakši.
Dvostepeni reduktor, s prenosnim odnosom od približno 18:1, pretvara veliki broj obrtaja motora u vučnu silu potrebnu na točkovima. Predstavljeni pogon razvija najveću snagu od 200 kW i obrtni moment na točkovima do 3.500 Nm. Ovde je važno razlikovati obrtni moment motora od obrtnog momenta na točkovima. Vrednost od 3.500 Nm nije obrtni moment samog elektromotora, već onaj koji se preko reduktora prenosi na točkove.
Potrebna količina materijala za magnete prepolovljena
U poređenju s pogonom SELECT iste snage, novom sistemu potrebno je gotovo 25% manje prostora za ugradnju, a masa mu je manja za skoro četvrtinu.
Još važnije je to što je potrebna količina materijala za magnete smanjena za 50%.
Metali retkih zemalja koji se koriste u elektromotorima s permanentnim magnetima čine proizvodnju zavisnom od složenih međunarodnih lanaca snabdevanja. Manja potreba za magnetima pomaže da se smanje i troškovi materijala i zavisnost od lanaca snabdevanja.
ZF-ovo rešenje, međutim, ne eliminiše magnete u potpunosti.
Veliki broj obrtaja postavlja i veće zahteve pred ležajeve, zupčanike i prigušivanje vibracija. ZF je motor, reduktor i energetsku elektroniku razvio kao integrisan sistem kako bi nivo buke ostao pod kontrolom.
Rezultat je efikasnost od oko 93%, jednaka efikasnosti konvencionalnog pogona SELECT te kompanije.
To znači da je ZF znatno smanjio dimenzije i masu, bez smanjenja efikasnosti u odnosu na uporedivi pogon.
Manji pogon daje proizvođačima automobila više fleksibilnosti
High Revolution Drive namenjen je električnim automobilima koji se proizvode u velikim serijama, s pogonskom snagom od približno 150 do 200 kW.
Sistem je kompatibilan s električnim arhitekturama od 400 i 800 volti i koristi komponente ZF-ove postojeće platforme SELECT.
Evropskim proizvođačima automobila kompaktniji pogon pruža mogućnost da smanje masu vozila ili oslobođeni prostor iskoriste za baterije, putnički prostor i druge komponente.
Ipak, pogon koji je za četvrtinu manji ne treba poistovećivati s jednakim povećanjem dometa. Elektromotor i reduktor čine relativno mali deo ukupne mase automobila, pa stvarna ušteda energije zavisi od celokupne konstrukcije vozila.
ZF-ov pristup razlikuje se i od pristupa konkurenata. Dok se neki proizvođači usredsređuju na motore bez magneta ili nove poluprovodnike, ZF nastoji da poboljšanja postigne povećanjem broja obrtaja i optimizacijom celog pogonskog sklopa.
Serijska proizvodnja planirana najkasnije do 2030.
ZF već razgovara s nekoliko proizvođača automobila i namerava da pokrene proizvodnju pogona High Revolution Drive najkasnije do 2030. godine.
Kompanija nije objavila imena prvih kupaca niti cenu novog pogona.
Stvarna vrednost ZF-ove inovacije nije u snazi od 200 kW, jer na tržištu već ima mnogo električnih pogona s takvim performansama. Važno je postići istu snagu uz manje dimenzije i masu, kao i manju potrebu za kritičnim materijalima.
Za evropsku industriju električnih automobila to bi moglo da bude važnije od još jednog rekorda u snazi. Konkurencija kineskih proizvođača primorava na smanjenje troškova, a svaki ušteđeni kilogram mase i gram materijala za magnete pomaže u približavanju tom cilju.
