ZF’nin yeni 200 kW’lık elektrikli tahrik ünitesi dörtte bir oranında daha küçük, yarı yarıya daha az mıknatıs malzemesi kullanıyor
Alman teknoloji grubu ZF, motoru dakikada 30.000 devre kadar çıkabilen High Revolution Drive adlı yeni bir elektrikli tahrik ünitesi geliştirdi. Geleneksel motorlara göre çok daha yüksek devirlerde çalışması, ünitenin boyutlarının ve ağırlığının %25’e yakın, kullanılan mıknatıs malzemesi miktarının ise %50’ye kadar azaltılmasını sağlıyor. Sistem buna rağmen 200 kW azami güç ve yaklaşık %93 verimlilik sunuyor. ZF, teknolojiyi en geç 2030’da seri üretime geçirmeyi hedefliyor.
Yüksek devir, daha küçük motor sağlıyor
High Revolution Drive, elektrik motorunu, invertörü ve redüksiyon dişli kutusunu kompakt bir üçü bir arada tahrik ünitesinde birleştiriyor.
Mühendisler motorun azami devrini dakikada 30.000’e çıkardı. Karşılaştırılabilir bir ZF SELECT tahrik ünitesi ise dakikada 18.000 devre kadar çalışıyor.
Çözüm basit bir fizik ilkesine dayanıyor: Aynı güçte, devir yükseldikçe gereken tork azalıyor. Bu da motorun rotorunun daha küçük ve hafif yapılmasına olanak tanıyor.
İki kademeli redüksiyon dişli kutusu, motorun yüksek devrini tekerleklerde gereken çekiş kuvvetine dönüştürmek için yaklaşık 18:1 oranı kullanıyor. Tanıtılan ünite 200 kW azami güç ve tekerleklerde 3.500 Nm’ye kadar tork sağlıyor. Burada motor torku ile tekerlek torkunu ayırmak önemli. 3.500 Nm, elektrik motorunun kendi ürettiği tork değil, redüksiyon dişli kutusu aracılığıyla tekerleklere iletilen değer.
Mıknatıs malzemesi ihtiyacı yarıya indi
Aynı güçteki bir SELECT tahrik ünitesiyle karşılaştırıldığında yeni sistem, %25’e yakın daha az montaj alanı gerektiriyor ve neredeyse dörtte bir oranında daha hafif.
Daha da önemlisi, kullanılan mıknatıs malzemesi miktarı %50 azaldı.
Kalıcı mıknatıslı elektrik motorlarında kullanılan nadir toprak metalleri, üretimi karmaşık uluslararası tedarik zincirlerine bağımlı kılıyor. Daha az mıknatıs kullanımı, hem malzeme maliyetlerini hem de tedarik zincirlerine bağımlılığı azaltmaya yardımcı oluyor.
Ancak ZF’nin çözümü mıknatıs kullanımını tamamen ortadan kaldırmıyor.
Yüksek devirler, rulmanlar, dişliler ve titreşim sönümleme açısından da daha yüksek gereksinimler doğuruyor. ZF, gürültü seviyesini kontrol altında tutmak için motoru, redüksiyon dişli kutusunu ve güç elektroniğini entegre bir sistem olarak geliştirdi.
Sonuçta, şirketin geleneksel SELECT tahrik ünitesiyle aynı düzeyde, yaklaşık %93 verimlilik elde edildi.
Böylece ZF, karşılaştırılabilir ünitenin verimliliğinden ödün vermeden boyut ve ağırlıkta önemli bir azalma sağladı.
Daha küçük ünite, otomobil üreticilerine daha fazla esneklik sunuyor
High Revolution Drive, yaklaşık 150–200 kW tahrik gücüne sahip yüksek adetlerde üretilen elektrikli otomobillere yönelik.
Sistem hem 400 hem de 800 voltluk elektrik mimarileriyle uyumlu ve ZF’nin mevcut SELECT platformundaki bileşenleri kullanıyor.
Avrupalı otomobil üreticileri için daha kompakt ünite, araç ağırlığını azaltma veya açılan alanı bataryalar, yolcu kabini ve diğer bileşenler için kullanma olanağı sunuyor.
Ancak ünitenin dörtte bir oranında daha küçük olması, menzilin de aynı oranda artacağı anlamına gelmiyor. Elektrik motoru ve redüksiyon dişli kutusu, otomobilin toplam ağırlığının nispeten küçük bir bölümünü oluşturuyor. Bu nedenle gerçek enerji tasarrufu, aracın genel tasarımına bağlı.
ZF’nin yaklaşımı rakiplerininkinden de farklı. Bazı üreticiler mıknatıssız motorlara veya yeni yarı iletkenlere odaklanırken ZF, daha yüksek devirlere çıkarak ve tahrik sisteminin tamamını optimize ederek kazanım elde etmeyi amaçlıyor.
Seri üretime en geç 2030’da başlanması planlanıyor
ZF hâlihazırda birkaç otomobil üreticisiyle görüşüyor ve High Revolution Drive’ın üretimine en geç 2030’da başlamayı hedefliyor.
Şirket, ilk müşterilerinin adlarını veya yeni ünitenin fiyatını açıklamadı.
ZF’nin yeniliğinin asıl değeri 200 kW güç sunmasında değil; piyasada bu güç düzeyini sağlayan çok sayıda elektrikli tahrik ünitesi zaten var. Önemli olan, aynı gücü daha küçük, daha hafif ve daha az kritik malzeme gerektiren bir tasarımla elde etmek.
Avrupa’nın elektrikli otomobil sektörü için bu, yeni bir güç rekorundan bile daha önemli olabilir. Çinli üreticilerle rekabet, maliyetleri düşürme baskısı yaratıyor; ağırlıkta tasarruf edilen her kilogram ve mıknatıs malzemesinde tasarruf edilen her gram bu hedefe yaklaşmaya yardımcı oluyor.
