Nový elektrický pohon ZF s výkonom 200 kW je o štvrtinu menší a potrebuje o polovicu menej materiálu na magnety
Nemecká technologická skupina ZF vyvinula nový elektrický pohon High Revolution Drive, ktorého motor dosahuje až 30 000 otáčok za minútu. Vďaka výrazne vyšším otáčkam oproti bežným motorom sa rozmery a hmotnosť pohonu znižujú takmer o 25 % a spotreba materiálu na magnety až o polovicu. Systém pritom dosahuje špičkový výkon 200 kW a účinnosť približne 93 %. ZF chce technológiu zaviesť do sériovej výroby najneskôr do roku 2030.
Vyššie otáčky umožňujú zmenšiť motor
High Revolution Drive spája elektromotor, menič a redukčnú prevodovku do kompaktnej pohonnej jednotky typu tri v jednom.
Konštruktéri zvýšili maximálne otáčky motora na 30 000 za minútu, zatiaľ čo porovnateľný pohon ZF SELECT pracuje pri otáčkach najviac 18 000 za minútu.
Riešenie vychádza z jednoduchej fyziky: pri rovnakom výkone si vyššie otáčky vyžadujú nižší krútiaci moment. Rotor motora tak môže byť menší a ľahší.
Dvojstupňová redukčná prevodovka s prevodovým pomerom približne 18 : 1 premieňa vysoké otáčky motora na ťažnú silu potrebnú na kolesách. Predstavený pohon dosahuje špičkový výkon 200 kW a na kolesách poskytuje krútiaci moment až 3 500 Nm. Dôležité je pritom rozlišovať medzi krútiacim momentom motora a krútiacim momentom na kolesách. Hodnota 3 500 Nm neoznačuje krútiaci moment samotného elektromotora, ale moment prenášaný na kolesá cez redukčnú prevodovku.
O polovicu menej materiálu na magnety
V porovnaní s pohonom SELECT s rovnakým výkonom potrebuje nový systém takmer o 25 % menej priestoru na montáž a váži takmer o štvrtinu menej.
Ešte dôležitejšie je zníženie množstva materiálu na magnety o 50 %.
Kovy vzácnych zemín používané v elektromotoroch s permanentnými magnetmi spôsobujú, že výroba závisí od zložitých medzinárodných dodávateľských reťazcov. Nižšia potreba magnetov pomáha znižovať náklady na materiál aj závislosť od dodávateľských reťazcov.
Riešenie ZF sa však bez magnetov úplne nezaobíde.
Vysoké otáčky zároveň kladú vyššie nároky na ložiská, ozubené súkolia a tlmenie vibrácií. ZF vyvinula motor, redukčnú prevodovku a výkonovú elektroniku ako integrovaný systém, aby udržala hlučnosť pod kontrolou.
Výsledkom je účinnosť približne 93 %, rovnaká ako pri bežnom pohone SELECT od tejto spoločnosti.
ZF tak dosiahla výrazné zmenšenie rozmerov a zníženie hmotnosti bez toho, aby klesla účinnosť oproti porovnateľnému pohonu.
Menší pohon dáva automobilkám väčšiu flexibilitu
High Revolution Drive je určený pre veľkosériovo vyrábané elektromobily s výkonom pohonu približne 150 až 200 kW.
Systém je kompatibilný so 400- aj 800-voltovými elektrickými architektúrami a využíva komponenty z existujúcej platformy SELECT od ZF.
Európskym automobilkám ponúka kompaktnejší pohon možnosť znížiť hmotnosť vozidla alebo využiť uvoľnený priestor na batérie, priestor pre cestujúcich a ďalšie komponenty.
O štvrtinu menší pohon však neznamená rovnaké predĺženie dojazdu. Elektromotor a redukčná prevodovka tvoria pomerne malú časť celkovej hmotnosti auta, takže skutočná úspora energie závisí od celkovej konštrukcie vozidla.
Prístup ZF sa zároveň líši od prístupov konkurentov. Kým niektorí výrobcovia sa zameriavajú na motory bez magnetov alebo nové polovodiče, ZF sa usiluje o zlepšenie prostredníctvom vyšších otáčok a optimalizácie celého hnacieho ústrojenstva.
Sériová výroba plánovaná najneskôr na rok 2030
ZF už rokuje s viacerými automobilkami a výrobu High Revolution Drive chce začať najneskôr v roku 2030.
Spoločnosť nezverejnila mená prvých zákazníkov ani cenu nového pohonu.
Skutočná hodnota inovácie ZF nespočíva vo výkone 200 kW, keďže elektrických pohonov s takýmto výkonom je už na trhu dosť. Podstatné je dosiahnuť rovnaký výkon s menšou a ľahšou konštrukciou, ktorá potrebuje menej kritických materiálov.
Pre európsky priemysel elektromobilov to môže byť ešte dôležitejšie ako ďalší výkonový rekord. Konkurencia čínskych výrobcov núti znižovať náklady a každý ušetrený kilogram hmotnosti či gram materiálu na magnety pomáha priblížiť sa k tomuto cieľu.
