ZF-jev novi električni pogon z močjo 200 kW je za četrtino manjši in potrebuje pol manj materiala za magnete
Nemška tehnološka skupina ZF je razvila nov električni pogon High Revolution Drive, katerega motor doseže do 30.000 vrtljajev na minuto. Občutno višji vrtljaji kot pri običajnih motorjih omogočajo zmanjšanje mer in mase pogona za skoraj 25 %, porabe materiala za magnete pa za največ polovico. Sistem kljub temu dosega največjo moč 200 kW in približno 93-odstotni izkoristek. ZF želi tehnologijo uvesti v serijsko proizvodnjo najpozneje do leta 2030.
Višji vrtljaji omogočajo manjši motor
High Revolution Drive združuje elektromotor, razsmernik in reduktor v kompaktni pogonski enoti, ki združuje tri sklope.
Inženirji so največjo hitrost vrtenja motorja povečali na 30.000 vrtljajev na minuto, primerljivi pogon ZF SELECT pa doseže do 18.000 vrtljajev na minuto.
Rešitev temelji na preprosti fiziki: pri enaki moči višja hitrost vrtenja pomeni, da je potreben manjši navor. Zato je lahko rotor motorja manjši in lažji.
Dvostopenjski reduktor s prestavnim razmerjem približno 18 : 1 visoko hitrost vrtenja motorja pretvori v vlečno silo, potrebno na kolesih. Predstavljeni pogon dosega največjo moč 200 kW in do 3.500 Nm navora na kolesih. Pri tem je pomembno razlikovati med navorom motorja in navorom na kolesih. Vrednost 3.500 Nm ne označuje navora samega elektromotorja, temveč navor, ki se prek reduktorja prenese na kolesa.
Za polovico manj materiala za magnete
V primerjavi s pogonom SELECT enake moči novi sistem potrebuje skoraj 25 % manj vgradnega prostora in ima skoraj za četrtino manjšo maso.
Še pomembnejše je, da potrebuje 50 % manj materiala za magnete.
Zaradi redkozemeljskih kovin, ki se uporabljajo v elektromotorjih s trajnimi magneti, je proizvodnja odvisna od zapletenih mednarodnih dobavnih verig. Manjša potreba po materialu za magnete pomaga zmanjšati stroške materiala in odvisnost od dobavnih verig.
ZF-jeva rešitev pa magnetov ne odpravlja v celoti.
Visoke hitrosti vrtenja pomenijo tudi večje zahteve za ležaje, zobnike in dušenje tresljajev. ZF je motor, reduktor in močnostno elektroniko razvil kot celovit sistem, da bi omejil hrup.
Rezultat je približno 93-odstotni izkoristek, enak kot pri običajnem pogonu SELECT tega podjetja.
ZF je tako občutno zmanjšal mere in maso, ne da bi se pri tem zmanjšal izkoristek v primerjavi s primerljivim pogonom.
Manjši pogon daje avtomobilskim proizvajalcem več možnosti
High Revolution Drive je namenjen električnim avtomobilom za množični trg z močjo pogona približno 150–200 kW.
Sistem je združljiv s 400- in 800-voltno električno arhitekturo ter uporablja komponente ZF-jeve obstoječe platforme SELECT.
Evropskim avtomobilskim proizvajalcem kompaktnejši pogon omogoča zmanjšanje mase vozila ali uporabo sproščenega prostora za baterije, potniško kabino in druge komponente.
Vendar četrtino manjši pogon ne pomeni enakega povečanja dosega. Elektromotor in reduktor predstavljata razmeroma majhen delež skupne mase avtomobila, zato so dejanski prihranki energije odvisni od celotne zasnove vozila.
ZF-jev pristop se razlikuje tudi od pristopov konkurentov. Medtem ko se nekateri proizvajalci osredotočajo na motorje brez magnetov ali nove polprevodnike, si ZF prizadeva za izboljšave z višjimi hitrostmi vrtenja in optimizacijo celotnega pogonskega sklopa.
Serijska proizvodnja načrtovana do leta 2030
ZF se že pogovarja z več avtomobilskimi proizvajalci in želi proizvodnjo pogona High Revolution Drive začeti najpozneje do leta 2030.
Podjetje ni razkrilo imen prvih kupcev niti cene novega pogona.
Prava vrednost ZF-jeve inovacije ni v moči 200 kW, saj je na trgu že veliko električnih pogonov s takšno zmogljivostjo. Pomembno je, da enako moč dosega z manjšo in lažjo zasnovo, ki potrebuje manj kritičnih materialov.
Za evropsko industrijo električnih avtomobilov bi bilo to lahko celo pomembnejše od novega rekorda v moči. Konkurenca kitajskih proizvajalcev sili v zniževanje stroškov, vsak prihranjeni kilogram mase in gram materiala za magnete pa pomaga približati se temu cilju.
