Firma ZF zaprojektowała kompaktowy elektryczny napęd „trzy w jednym”, którego silnik osiąga do 30 000 obr./min.
Dzięki wyższej prędkości obrotowej i dwustopniowej przekładni o całkowitym przełożeniu 18:1 jednostka ma zbliżoną sprawność, co porównywalny napęd Select pracujący przy 18 000 obr./min. Jednocześnie jest o blisko 25% mniejsza i lżejsza.
Mniejszy silnik, ten sam moment
W nowym napędzie konstruktorzy zastosowali rotor o mniejszej średnicy, aby łatwiej uzyskać wysokie obroty. Wyższe obroty przy niezmienionej mocy powodują obniżenie momentu obrotowego. Aby wyrównać tę stratę, ZF zastosował wspomnianą przekładnię. W efekcie przy mocy szczytowej 200 kW nowy napęd oferuje „na kołach” moment 3500 Nm.
ZF High Revolution Drive to kompaktowy zespół złożony z silnika, przekładni oraz modułu elektronicznego, który steruje całością.
– High Revolution Drive wykorzystuje doświadczenie firmy ZF w konstruowaniu kompleksowych zespołów – mówi Thomas Meiser, szef działu e-mobility w ZF. – Zamiast optymalizować poszczególne komponenty osobno, systemowo koordynujemy pracę silnika elektrycznego, przekładni i elektroniki zarządzającej ich pracą.
Niepożądane wibracje
Takie podejście pozwoliło również poradzić sobie z wibracjami hałasem, które występuj przy tak wysokich prędkościach obrotowych.
– Od początku zakładaliśmy, że fundamentem projektu będzie trwałość oraz niski poziom hałasu i drgań – podkreśla Thomas Meiser. – W przypadku tego konkretnego układu napędowego, optymalna z punktu widzenia techniki i ekonomii jest prędkość 30 000 obr./min.
Nowy napęd w zaprezentowanej wersji osiąga sprawność blisko 93%. To wartość porównywalna z napędem Select.
Mniejsze magnesy, mniej surowców
Zwarte wymiary nowego napędu ograniczają wykorzystanie surowców, co sprzyja obniżeniu kosztów. ZF szacuje, że masa magnesów spada o 50%, co zmniejsza zależność produkcji od wrażliwych łańcuchów dostaw.
Jednocześnie High Revolution Drive zajmuje o blisko 25% mniej miejsca i waży o blisko 25% mniej niż porównywalny Select. Mniejsza masa może przełożyć się na zwiększenie zasięgu pojazdu elektrycznego.
Select u podstaw
Nowy napęd nie jest zupełnie nową konstrukcją. Powstał jako wariant modułowej platformy Select. Dzięki temu został opracowany szybciej i mniejszym kosztem.
– Używając platformy Select jako bazy, nie musimy za każdym razem zaczynać od zera przy tworzeniu nowego wariantu napędu – wyjaśnia Thomas Meiser. – Wykorzystujemy nasz system modułowy, aby dostosowywać nowe rozwiązania do zróżnicowanych wymagań klientów.
Architektura ma być skalowalna dla różnych mocy oraz układów pracujących pod napięciem 400 i 800 V. Wg producenta nowy napęd będzie szczególnie użyteczny w samochodach osobowych, do których dobiera się silniki o mocy 150-200 kW.
ZF prowadzi już rozmowy z potencjalnymi odbiorcami nowego napędu. Do produkcji seryjnej trafi prawdopodobnie w 2030 roku.
