The Future of Construction – Intelligente Systemlösungen von ZF

Elektrifizierung – Null Emissionen und maximale Leistung

Das elektrische Antriebssystem eTRAC erfüllt alle Erwartungen hinsichtlich Leistung und Produktivität verglichen mit konventionellen Antriebssträngen und kombiniert sie mit den umfassenden Vorteilen und Möglichkeiten elektrischer Systeme. Dank seiner modularen Bauweise lässt sich die neue Reihe von elektrischen Zentralantrieben ohne großen Aufwand für verschiedene Fahrzeuganwendungen adaptieren.

• Emissionsfreier Betrieb ohne Leistungseinbußen
• Niedriger Geräuschpegel
• Effiziente elektrische Komponenten
• Robuster und zuverlässiger mechanischer Antriebsstrang
• Kompakter Einbauraum

E-Mobility-Lösungen für Kompaktfahrzeuge wie z.B. kompakte Lader, Dumper oder Telehandler eignen sich insbesondere für den Einsatz in städtischen oder emissionsregulierten Gebieten. Das von ZF entwickelte Antriebssystem eTRAC mit 48/96/650-Volt-E-Motoren sorgt für den nötigen emissionsfreien Antrieb. Darüber hinaus agiert der Konzern als Systemlieferant. So stellt ZF nicht nur den elektrischen Antrieb, sondern auch eine Kombination aus Vorder- und Hinterachse, Wechselrichtern und eDCU (electric Drive Control Unit) bereit (Bild 1). Diese Best-in-Class-Lösung erreicht die gleiche Leistung wie herkömmliche Antriebsstränge, ohne Kompromisse bei Leistungsfaktoren wie Traktion und Geschwindigkeit einzugehen.

Für Mobilbagger wurde kürzlich ein System eingeführt, bestehend aus einem 2-Gang-Lastschaltgetriebe, Elektromotor sowie Wechselrichter (Bild 2). Es kann auf ein maximales Drehmoment von 850 Nm und eine Dauerleistung von 80 kW skaliert werden. Drei Leistungsklassen des elektrischen Zentralantriebssystems eCD50, eCD70 und eCD90 stehen zur Verfügung, um unterschiedliche Fahrzeuggrößen in den jeweiligen Anwendungen abzudecken. Die elektrischen Zentralantriebe lassen sich problemlos an verschiedene Fahrzeuganwendungen wie Baggerlader, Teleskoplader oder Forstmaschinen anpassen. Um die Nachfrage der Kunden nicht nur in Bezug auf den Fahrantrieb zu erfüllen, bietet ZF auch einen sogenannten ePTO an, z.B. für den Betrieb der Arbeitshydraulik.

Um das Angebot an elektrischen Antrieben für größere Baufahrzeuge zu vervollständigen, bietet ZF die Baureihe eCD110-210 für mittelgroße Radlader an, bestehend aus einem elektromechanischen Lastschaltgetriebe und je einem E-Motor für Traktion und ePTO. Ein Steuergerät für die Gesamtsystemleistung und das Energiemanagement des Antriebsstrangs rundet das System ab (Bild 3). Mit einer Betriebsspannung von 650 V kann das eTRAC-System auf bis zu 120 kW Dauerleistung skaliert werden; der zum System gehörige ePTO reicht von 30 bis 70 kW Dauerleistung. Dank des modularen Aufbaus lässt sich das System auch in verschiedene andere Fahrzeuganwendungen integrieren und unabhängig von der Stromquelle ansteuern. Die Lösungen lassen sich sowohl in batterieelektrische Fahrzeuge als auch in batterieelektrische Brennstoffzellenfahrzeuge integrieren, welche v.a. in der Zukunft eine zunehmend große Rolle spielen werden.

Bereit für Dekarbonisierung durch höchste Effizienz – ZF cPOWER

Wenn es um die Dekarbonisierung von Baumaschinen geht, lässt sich am Markt neben zukunftsweisenden E-Mobilitätslösungen ein Wandel hin zu CO2-reduzierten Kraftstoffen beobachten. Je nach Fahrzeuggröße und Energiebedarf eignen sich unterschiedliche Energiequellen. Während Batterien eine geeignete Quelle für elektrische Fahrzeuge kompakter und mittlerer Größe sind, bilden alternative Kraftstoffe eine vielversprechende Energiequelle für mittlere und große Fahrzeuge zur Reduzierung ihres CO2-Fußabdrucks.

Für die Zukunft wird Effizienz eine noch wichtigere Rolle spielen. Das liegt zum einen an stetig steigenden Energiekosten, zum anderen an einer geringeren Energiedichte alternativer Kraftstoffe, was wiederum höhere Speichervolumina erforderlich macht.

Trotz all der unterschiedlichen Energiequellen, die in jüngster Zeit auf den Markt gekommen sind – sei es Wasserstoff, E-Fuels oder bspw. Biodiesel – bleiben konventionelle Antriebe mit Lastschaltung und Leistungsverzweigung das Rückgrat der Fahrzeugarchitektur.

Egal ob konventioneller Diesel, alternative Kraftstoffe oder Elektrifizierung: ZF ist diesen Herausforderungen mehr als gewachsen. Mit dem bewährten ERGOPOWER Lastschaltgetriebe sowie der hocheffizienten cPOWER CVT-Technologie kann ZF unabhängigvon der Stromquelle die passende Antriebstechnik bereitstellen.

Unter Berücksichtigung der Forderung nach mehr Nachhaltigkeit sind mit der hydrodynamischen Technologie ZF ERGOPOWER bereits Kraftstoffeinsparungen von bis zu 15% möglich. Um den steigenden Anforderungen nach Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und höherer Produktivität gerecht zu werden, hat ZF die voll-leistungsverzweigte CVT-Technologie cPOWER auf dem Markt etabliert. Damit lassen sich Kraftstoffeinsparungen von bis zu 25% im Vergleich zu Standard-ERGOPOWER-Antrieben realisieren (Bild 4). Wird cPOWER mit dem ZF EFFICIENCY PACKAGE kombiniert, steigt die Kraftstoffeinsparung um weitere 5%.

Smart Construction – Umfelderkennung

Die Baustelle der Zukunft sollte idealerweise nicht nur klimaneutral, sondern auch sicher und effizient sein. Um dies zu gewährleisten, entwickelt ZF bereits heute zukunftsweisende Systemlösungen für smarte Baustellen. Basierend auf den Aktivitäten im Pkw- und Nutzfahrzeugsegment kann der Konzern auf ein breites Spektrum an Knowhow und Produkten für Off-Highway-Anwendungen zurückgreifen. Dabei stellt die radarbasierte Umfelderkennung nur ein Beispiel von vielen denkbaren Lösungen für einen sicheren Fahrzeugbetrieb dar (Bild 5).