ZF направи електромотор с 30 000 об/мин и 3500 Нм

ZF представи нова технология за електрическо задвижване, която постига до 30 000 оборота в минута и обещава съществено намаляване на размерите и теглото. Системата High Revolution Drive развива максимална мощност от 272 к.с., а заедно с трансмисията осигурява въртящ момент до 3500 Нм на изхода към колелата.

Идеята на германския производител е да постигне необходимите характеристики с по-компактни компоненти, вместо постоянно да увеличава мощността или капацитета на батерията. Според ZF новото задвижване е с 25% по-малки размери и тегло спрямо конвенционален агрегат със съпоставими характеристики. Компанията го разработва с перспектива за използване в масови електрически автомобили, а не само в скъпи спортни модели.

Основният принцип е увеличаването на скоростта на въртене. Когато електромоторът работи при по-високи обороти, той може да осигури същата мощност с по-нисък въртящ момент. Това позволява използването на по-малки компоненти, включително ротор, без да се губят необходимите динамични характеристики.

High Revolution Drive достига 30 000 об/мин – с 67% повече от 18 000 оборота при агрегата, използван за сравнение. За да предаде ефективно въртенето към колелата, ZF разработва двустепенна трансмисия с предавки с наклонени (коси) зъби. Предавателното отношение е приблизително 18:1, което позволява на изхода ѝ да се постигне въртящ момент до 3500 Нм.

Тази стойност обаче не представлява въртящия момент, който електромоторът генерира директно. Той се увеличава от предавателния механизъм, преди да достигне колелата. Електромоторът, силовата електроника и трансмисията са обединени в компактен модул, който улеснява интегрирането му в различни електрически платформи.

Друга съществена особеност е намаляването на използваните материали. ZF посочва, че масата на магнитите е с 50% по-ниска спрямо референтния агрегат с 18 000 об/мин. Това има значение както за производствените разходи, така и за зависимостта от суровини, които са стратегически важни за автомобилната индустрия.

Работата при толкова високи обороти обаче поставя сериозни инженерни предизвикателства. Вибрациите, шумът и натоварването върху лагерите изискват специално внимание. Затова ZF разработва електрическата и механичната част като единна система, като особено значение има конструкцията на зъбните предавки.

Според Томас Майзер, ръководител на подразделението за електрическа мобилност на ZF, 30 000 об/мин са най-добрият компромис между характеристики и разходи при сегашното ниво на технологиите. Въпреки по-сложната трансмисия общата ефективност остава близо до 93% – стойност, която е сравнима с тази на конвенционалното задвижване.

По-ниското тегло би могло да помогне и за ограничаване на енергийното потребление. Засега обаче ZF не посочва официални данни за евентуалното увеличение на пробега с едно зареждане.

High Revolution Drive е част от модулната платформа SELECT на ZF, която позволява адаптиране на задвижващите системи към изискванията на различни автомобилни производители. Първоначално компанията се концентрира върху варианти с мощност между 204 и 272 к.с.

Този диапазон е подходящ за електрически седани и SUV-ове, предназначени за масово производство. Системата е съвместима с електрически архитектури с напрежение 400 и 800 волта, което разширява възможностите за интегрирането ѝ в различни автомобили.

ZF вече води разговори с няколко автомобилни производителя и планира да достигне до индустриално производство около 2030 г. Преди това предстоят допълнителни изпитания за издръжливостта и надеждността на компонентите, както и оценка на икономическата ефективност на производствения процес.