ZF predstavuje najnovšiu generáciu elektrických pohonov pre osobné a ľahké úžitkové vozidlá. Nastavuje štandardy vďaka výnimočnej hustote výkonu a energetickej účinnosti.
ZF to dosahuje vďaka početným inováciám na úrovni komponentov aj systému. Patrí medzi ne kompaktný dizajn pohonov, takzvaný „diskrétny prístup“ vo výkonovej elektronike a použitie materiálov šetriacich zdroje, vďaka čomu je tiež výroba pohonov udržateľnejšia. Svojím modulárnym konceptom podporujú nové e-pohony ZF pružne a na mieru šité riešenie pre výrobcov automobilov pri ďalšej elektrifikácii celého ich modelového radu. Pre koncových zákazníkov ponúkajú nové technológie vyššiu účinnosť, väčší výkon a kratší čas nabíjania.
Technologická spoločnosť dodáva výrobcom automobilov elektromotory pre rôzne typy vozidiel – od hybridných a elektrických pohonov náprav pre elektrické osobné automobily až po elektrické centrálne pohony pre úžitkové vozidlá. Dva milióny vyrobených kusov významne prispievajú k zníženiu emisií CO2.
Už v roku 2008 bola spoločnosť prvým veľkosériovým dodávateľom v Európe, ktorý predstavil elektromotor pre prémiový mild hybrid. Medzitým ZF nielen rozšírila svoje produktové portfólio o technologické inovácie, ale tiež výrazne podporila trend elektrifikácie pohonov osobných automobilov znižovania emisií CO2 škodlivých pre klímu. Najmä v posledných rokoch sa tak stalo ruka v ruke s masívnym navyšovaním výrobných kapacít. Spoločnosť ZF sa prispôsobila rastúcemu počtu odvolávok a vysokému dopytu po elektrickej mobilite.
ZF vyvíja a vyrába technológie pre mobilitu budúcnosti. Dva milióny vyrobených elektrických motorov a vysokonapäťový elektrický systém vozidiel s 800-voltovou technológiou, ktorý pôjde do sériovej výroby tento rok, ukazujú, že ZF udáva tempo na trhu dynamickej elektromobility a naďalej rozširuje svoju úlohu jlídra v oblasti technológií a inovácií. Dôkazom úspešnej transformácie spoločnosti je najnovší vývoj, ktorý ZF predstavila medzinárodným médiám vo Friedrichshafene 21. novembra 2022.
Systémový prístup predchádza požiadavkám trhu
Spoločnosť ZF už vyvíja svoj komplexný produktový rad pre čisto elektrické pohony s ohľadom na funkcie požadované zákazníkmi a koncovými užívateľmi. Aby bolo možné lepšie a rýchlejšie uspokojiť vysoko diverzifikovaný dopyt trhu, technologická skupina teraz predstavuje novú generáciu elektrických pohonov založených na celkovej modulárnej koncepcii s elektromotorom, meničom, prevodovkou a softvérom. „Zameriavame sa na tri základné systémy, ktoré takmer dokonale spĺňajú hlavné požiadavky našich zákazníkov, totiž účinnosť, výkon a náklady, a to aj v štandardnej verzii,“ vysvetľuje Markus Schwabe, Product Line Manager Electrified Powertrain Systems. „Na tomto základe môžeme optimálne implementovať ďalšie individuálne požiadavky zákazníkov v e-vozidlách všetkých segmentov.“
„Veľký záujem výrobcov o naše produkty v sektore osobných i úžitkových vozidiel pôsobivo potvrdzuje naše veľké nevyriadené zákazky v oblasti vysokého napätia. S novou generáciou elektrických pohonov dôsledne pokračujeme v našej stratégii rozvoja udržateľnej a efektívnej mobility pre budúcnosť, “vysvetľuje člen predstavenstva ZF Stephan von Schuckmann, ktorý je v rámci skupiny zodpovedný za e-mobilitu.
Inovačná sila v systéme aj v komponentoch
S novou generáciou elektrických pohonov ponúka ZF plne integrované systémy elektrického pohonu. Vďaka vysokej úrovni odborných znalostí v oblasti rozhrania a jedinečnému know-how pre stratégie riadenia môžu aplikační inžinieri ZF splniť každú požiadavku zákazníka tým najlepším možným spôsobom. Skupina však bude inovatívne komponenty, na ktorých je založené vlastné systémové riešenie, ponúkať aj jednotlivo. „Vďaka sofistikovaným vnútorným rozhraniam umožňuje nový, extrémne kompaktný dizajn úpravy systému alebo komponentov s minimálnym úsilím. Okrem toho má konštrukcia veľmi vysokú štrukturálnu tuhosť, ktorá umožňuje vynikajúce hlukové správanie, „vysvetľuje Dr. Otmar Scharrer, vedúci vývoja pre technológie elektrických pohonov.
Nová generácia elektrických pohonov ZF bude na trhu ako kompletný systém dostupná od roku 2025; jednotlivé komponenty však ZF uvedie do sériovej výroby skôr. Nasledujúce inovácie na úrovni komponentov prispievajú k vyspelému celkovému systému:
S takzvanou „technológiou diskrétneho balenia“ riadi výkonová elektronika vyvažovania medzi vysokým stupňom uniformity komponentov a vysokou prispôsobivosťou. Individualizácia prebieha na úrovni čipu: Je zostavený diskrétne štruktúrovaný invertor ZF s individuálnymi výkonovými polovodičovými spínačmi. Táto modularita ponúka lepšiu škálovateľnosť výkonu, ako je možné pri zložitých napájacích moduloch. Okrem toho „technológia diskrétneho balenia“ ZF vyžaduje menej rôznych typov komponentov ako použitie bežných napájacích modulov. „S naším novým prístupom k výkonovej elektronike môžeme rýchlejšie a presnejšie vyhovieť rôznym požiadavkám trhu,“ vysvetľuje Scharrer.
S novým, vysoko integrovaným elektromotorom ZF opäť zvyšuje hustotu výkonu v porovnaní s technológiou, ktorá je v súčasnosti na trhu dostupná. Rozhodujúcu úlohu tu zohráva nový koncept chladenia a nová technológia vinutia. Vďaka novej koncepcii chladenia umožňuje ZF olej prúdiť priamo okolo medených tyčí – presne v mieste, kde sa počas prevádzky vytvára najviac tepla. Takto vysoko účinné chladenie výrazne zvyšuje výkon pri rovnakej hmotnosti a inštalačnom priestore. Trvalý výkon elektromotora sa tak zvýši až na 85 percent špičkového výkonu. Okrem toho možno do veľkej miery upustiť od použitia ťažkých kovov vzácnych hornín a elektrický motor tak možno vyrábať udržateľnejšie. Technológia pleteného navíjania vyvinutá spoločnosťou ZF, ďalší vývoj takzvaného navíjania „vlásenky“, umožňuje celkovo o 10 percent menší inštalačný priestor. Samotná hlava vinutia je asi o 50 percent menšia ako pri konvenčných prístupoch. To znamená, že sa spracováva približne o 10 percent menej surovín.
So svojou novou koaxiálnou redukčnou prevodovkou prenáša ZF svoje popredné svetové know-how v oblasti planetových prevodoviek na novú generáciu elektrických pohonov. Dve planetové prevodovky integrované do seba nielen generujú požadovaný prevodový pomer náprav, ale zahŕňajú tiež plne integrovanú funkciu diferenciálu. V porovnaní s bežnými konceptmi offsetu toto nové riešenie znižuje hmotnosť a požiadavky na priestor na inštaláciu bez toho, aby došlo k zníženiu účinnosti, hluku a vibrácií.
Vysokonapäťové meniče (DC-DC meniče) hrajú ústrednú úlohu v elektrických pohonoch poháňaných palivovými článkami. Kompenzujú nízke výstupné napätie a silný pokles napätia pri vysokom zaťažení palivových článkov. Nový vysokonapäťový menič z platformy výkonovej elektroniky ZF, ktorý bol vyvinutý pre aplikácie v osobných a úžitkových vozidlách, má z hľadiska účinnosti najvyššiu hodnotu 99,6 percenta.
Ďalší výrobný míľnik na dohľad
Vzhľadom na celosvetovo rastúce objemy a vysoký dopyt po technológii elektrického pohonu bude čoskoro dosiahnutý ďalší výrobný míľnik. „Naše knihy objednávok sú vyplnené, ďalšie dva milióny kusov elektromotorov budú pravdepodobne vyrobené za menej ako dva roky,“ hovorí Hintringer.
Ak tieto dva milióny elektromotorov od ZF nahradia konvenčné pohony osobných áut so spaľovacím motorom, ušetria cca 45 miliónov ton oxidu uhličitého za priemernú životnosť osobného automobilu 15 rokov. Aby sa dosiahol rovnaký potenciál úspor s obnoviteľnými zdrojmi energie, veterná farma s 80 veternými turbínami by musela byť v sieti 25 rokov.
