Napęd elektryczny ZF High Revolution Drive osiąga 30 000 obr./min
ZFNapęd elektryczny ZF High Revolution Drive to zintegrowany zespół 3 w 1, którego silnik pracuje z prędkością do 30 000 obr./min. Wyższe obroty pozwoliły zmniejszyć gabaryty i masę silnika, a zapotrzebowanie na magnesy ograniczyć o połowę. Konstrukcja jest wariantem modułowej platformy SELECT, a produkcja ma ruszyć do 2030 r.
Napęd integruje silnik elektryczny, falownik i dwustopniową przekładnię. Punktem odniesienia dla inżynierów ZF był porównywalny zespół z rodziny SELECT, którego silnik osiąga do 18 000 obr./min. Thomas Meiser, szef jednostki biznesowej E-Mobility w ZF, podkreśla, że przy tak wysokich obrotach silnik, falownik i przekładnię trzeba projektować jako jeden układ, a nie optymalizować każdego z tych podzespołów osobno.
Jak napęd ZF wykorzystuje 30 000 obr./min
Rozwiązanie opiera się na prostej zależności: moc jest proporcjonalna do iloczynu momentu obrotowego i prędkości obrotowej. Przy tej samej mocy szybciej obracający się silnik musi więc wytwarzać mniejszy moment. Ponieważ zdolność do generowania momentu jest ściśle powiązana z objętością wirnika, maszyna elektryczna może być mniejsza i lżejsza. Prędkość obrotową wału silnika redukuje dwustopniowa przekładnia zębata o przełożeniu ok. 18:1, która jednocześnie zwielokrotnia moment przekazywany na koła. W zaprezentowanej wersji napęd osiąga moc maksymalną 200 kW, a moment na kołach dochodzi do 3500 Nm.
źródło: ZFHałas i drgania przy wysokich obrotach
Wraz ze wzrostem obrotów trudniej ograniczyć hałas i drgania (NVH). Według ZF trwałość oraz niski poziom NVH należały do podstawowych celów projektu od początku prac. Silnik, przekładnię, łożyska i geometrię uzębienia rozpatrywano łącznie. Producent uznaje 30 000 obr./min za optymalny w tej konfiguracji kompromis między wymaganiami technicznymi a kosztami. Komunikat nie zawiera jednak wyników pomiarów hałasu ani drgań.
O blisko 25% mniejszy i lżejszy, z połową magnesów
Według danych ZF High Revolution Drive jest o blisko 25% mniejszy i lżejszy od porównywalnego napędu SELECT pracującego z prędkością 18 000 obr./min. Masa magnesów potrzebnych w silniku spadła o 50%, co ma obniżyć koszty i zmniejszyć zależność od kluczowych łańcuchów dostaw. Mimo wysokich obrotów i dużego przełożenia sprawność układu sięga blisko 93%, czyli pozostaje na poziomie porównywalnego napędu SELECT. Firma nie podała jednak, w jakich warunkach zmierzono tę wartość. Niższa masa zespołu napędowego może się też przełożyć na większy zasięg samochodu, choć ZF nie przedstawiło wyników dla konkretnego modelu.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Napęd ZF dla instalacji 400 V i 800 V
ZF kieruje nową konstrukcję przede wszystkim do samochodów osobowych produkowanych w dużych seriach, z napędami o mocy ok. 150–200 kW. Architektura jest skalowalna pod względem mocy i może współpracować z instalacjami elektrycznymi 400 V oraz 800 V. Ponieważ High Revolution Drive bazuje na sprawdzonych rozwiązaniach platformy SELECT, koszty produktu mają być przewidywalne, a producenci samochodów zyskują swobodę w wyborze sposobu jego wytwarzania. Jak podkreśla Meiser, dzięki modułowemu systemowi nie trzeba zaczynać od zera przy każdym nowym wariancie napędu, a nowe koncepcje można dopasowywać do wymagań poszczególnych klientów.
ZF prowadzi już rozmowy z kilkoma producentami samochodów i zamierza uruchomić produkcję do 2030 r. Nie ujawniło jednak, kto będzie pierwszym odbiorcą ani w jakim modelu napęd zadebiutuje.
Źródło informacji: ZF
