Campion mondial la densitatea cuplului: ZF prezintă cel mai compact e-drive pentru autoturisme - Vehiculul concept EVbeat cu prototipul noii unități electrice de 800 de volți stabilește standarde pentru compacitate, greutate redusă și eficiență ridicată
- Densitatea unică a cuplului de 70 Nm/kg
- Greutatea blocului de alimentare este redusă cu o treime
- Primul sistem de management termic dezvoltat de ZF mărește autonomia vehiculului electric cu până la o treime în timpul funcționării pe timpul iernii, în lumea reală
Friedrichshafen. La Global Technology Day din Friedrichshafen, ZF prezintă conceptul electric de vehicul EVbeat, care este gândit pentru compactitate maximă, greutate redusă și eficiență maximală în funcționarea reală. La acest vehicul, componentele unei transmisii electronice au fost optimizate şi combinate într-un sistem holistic. Acestea includ transmisia ușoară și ultra-compactă de 74 kilograme, cu o densitate de cuplu de 70 Nm/kg, un management termic holistic și software de transmisie în rețea cloud. La temperaturi scăzute în preajma punctului de îngheț, gama operațiunilor din lumea reală crește cu până la o treime, în comparație cu tehnologia actuală.
„Mobilitatea sustenabilă se află în centrul strategiei noastre corporative”, a explicat, printre altele, Stephan von Schuckmann, membru al Consiliului de Administraţie al ZF, responsabil pentru sistemele de transmisie electrificate. „Pe baza unui vehicul de producţie extrem de eficient, arătăm potenţialul pe care îl oferă viitoarele componente de propulsie electrică atunci când le combinăm într-un sistem global, mai eficient”.
Vehiculul concept ZF EVbeat se bazează pe un Porsche Taycan și ia ca reper tehnologia de serie de top de la ZF și alți jucători de pe piață.
„Scopul nostru a fost de a face această unitate cât mai compactă și mai ușoară posibil, menținând în același timp dinamica ridicată de conducere și creșterea eficienței în funcționarea în lumea reală”, a spus Dr. Otmar Scharrer, director de dezvoltare pentru sisteme electrice de transmisie la ZF. „În ceea ce privește densitatea cuplului, suntem în vârful podiumului atunci când ne comparăm cu unitățile electronice pentru autoturisme disponibile în prezent pe piață. În același timp, am acordat o atenție deosebită sustenabilității în timpul dezvoltării”. Motorul electric funcționează fără elemente grele din pământuri rare, iar sistemul de management termic nu utilizează agent frigorific pe bază de fluor. Numărul scăzut de componente și reducerea totală a greutății sistemului cu o treime, pentru acționarea electrică, și sistemul de management termic au o contribuție dublă la o durabilitate mai mare – atât în producție, cât și în funcționare.
EVSys800: unitate ultra-compactă și ușoară de 800 volți
EVSys800 este o unitate modulară de 800 de volți și constă din electronice de putere cu carbură de siliciu, motor electric și o cutie de viteze de reducție. În ciuda designului său extrem de compact și a greutății reduse, EVbeat nu se „zgârcește” cu performanța: vehiculul concept are un cuplu maxim de 5200 newton metri disponibil pe puntea din spate – și acesta cu o densitate de cuplu deosebit de mare pentru mașinile de pasageri autorizate rutier de 70 newtoni metri pe kilogram. Puterea continuă și de vârf a motorului electric este de 206, respectiv 275 kilowați - ZF realizează astfel o putere continuă de aproximativ 75% din puterea de vârf.
În ceea ce privește dimensiunile, sistemul de propulsive economisește 50 de milimetri în lățime datorită cutiei de viteze compacte și tehnologiei de „înfășurare împletită" a motorului electric, patentată de ZF, permițând astfel o instalare coaxială care economisește spațiu pe puntea motoare.
Cu o greutate totală de 74 de kilograme, EVSys800, normalizat la aceeași putere ca cel mai recent motor din seria ZF de 800 de volți, este cu aproximativ 40 de kilograme sau cu o treime mai ușor și contribuie astfel semnificativ la reducerea greutății conceptului autovehiculului.
Esențial pentru aceasta este motorul electric cu un nou concept de răcire și o nouă tehnologie de bobinare. Pentru răcire, ZF permite uleiului să curgă direct în jurul tijelor de cupru - exact în punctul în care este generată cea mai mare parte a căldurii în timpul funcționării. O astfel de răcire extrem de eficientă crește semnificativ performanța cu aceeași greutate și același spațiu de instalare. În plus, se poate renunța la utilizarea elementelor grele din pământuri rare, iar motorul electronic poate fi produs mai sustenabil. Tehnologia de „înfășurare împletită" dezvoltată și patentată de ZF este o dezvoltare ulterioară a așa-numitei înfășurări ondulate și permite un total cu 10% mai puțin spațiu de instalare. Numai capul de înfășurare este cu până la 50% mai mic decât în cazul abordărilor convenționale. Acest lucru economisește aproximativ zece procente de cupru.
Invertorul motorului electric a fost reproiectat fundamental. Toate componentele esențiale au fost revizuite fundamental. Au fost realizate îmbunătățiri semnificative în fiecare dintre domeniile de compatibilitate electromagnetică, modele de putere și condensatoare în ceea ce privește spațiul de instalare, greutatea și durabilitatea.
O nouă cutie de viteze, coaxială, transmite forțele de antrenare ale motorului electric prin două angrenaje planetare. Acestea nu numai că generează raportul de transmisie final dorit, dar realizează şi funcţia diferenţială complet integrată. În comparație cu conceptele convenționale de offset, în care arborii de intrare și de ieșire nu sunt pe aceeași axă, soluția coaxială reduce greutatea și cerințele de spațiu de montaj fără a compromite eficiența, zgomotul și vibrațiile. În combinație cu tehnologia de înfășurare împletită, această unitate poate fi redusă semnificativ, permițând instalarea în aproape orice spațiu de montare a autovehiculului.
„Cu acest sistem putem satisface perfect principalele cerințe ale clienților noștri - și anume eficiență, performanță și costuri", a spus Dr. Otmar Scharrer. Primele tehnologii ale noii linii de transmisie ZF vor fi disponibile pe piață din 2026.
Managementul termic: Reglarea eficientă a temperaturii sistemului de propulsie și a întregului autovehicul
Controlul temperaturii unui vehicul poate reprezenta o proporție semnificativă din necesarul său de energie în timpul iernii, care poate fi între trei și șase kilowați, în special la încălzire. Răcoarea plăcută vara și căldura în timpul iernii sunt factori majori de confort pentru ocupanți. Temperatura potrivită este, de asemenea, un factor esențial pentru performanța motorului electric, a electronicii de putere și a bateriei.
Primul sistem central de management termic (TherMaS) dezvoltat de ZF pentru vehicule electrice este integrat în conceptul vehiculului EVbeat. TherMaS folosește o unitate centrală și un software inteligent pentru a controla toate procesele termice pentru transmisie și habitaclu. Noul design reduce semnificativ cerințele de spațiu și greutatea în comparație cu abordările anterioare pentru răcirea și încălzirea mașinilor electrice. O pompă de căldură de 800 de volți pe bază de propan necesită, de asemenea, mult mai puțină energie. Deoarece este compact și simplu în design, poate fi integrat cu ușurință în vehicule.
Conceptul TherMaS are pentru prima dată trei circuite desemnate: În centru este circuitul foarte mic al agentului frigorific. Acesta este preumplut și închis ermetic și, prin urmare, nu necesită întreținere. În plus, conceptul nu are interfețe cu alte zone ale autovehiculului, cum ar fi interiorul. ZF utilizează propanul frigorific natural, fără fluor. Deși se utilizează doar jumătate din agentul frigorific anterior, capacitatea de răcire crește cu un factor de doi în comparație cu agenții frigorifici utilizați în mod obișnuit astăzi. Dacă este necesar, circuitul central de refrigerare deservește două circuite de răcire controlabile separat în care apa protejată împotriva înghețului curge ca de obicei: Primul este proiectat pentru temperaturile relativ ridicate ale motorului electric, în timp ce al doilea reglează temperatura electronicii de alimentare și de încărcare. Software-ul de control reglează capacitatea de răcire.
Datorită acestui management termic general, raza de acțiune a EVbeat crește cu până la o treime în funcționarea solicitantă pe timp de iarnă. Performanța de răcire semnificativ mai bună face posibilă ieșirea continuă mai mare a mașinii electronice.
Software pentru grupul motopropulsor: rețea eficientă a vehiculului și în cloud
Proprietățile sistemelor hardware pun o bază importantă pentru funcționarea durabilă a vehiculului; orchestrarea lor optimă este realizată prin intermediul software-ului.ZF și-a dezvoltat propriul software de propulsie care conectează toate sistemele vehiculelor între ele și stabilește conexiunea la cloud-ul ZF.
Deoarece eficiența unui motor electric depinde de punctele sale de funcționare termică, este important să le mențineți în permanență în intervalul optim: La viteze reduse și cerințe ridicate de cuplu, punctul optim de funcționare termică este foarte scăzut, în timp ce la viteze mari cu cerințe reduse de cuplu, temperaturile ridicate nu reprezintă o problemă. Cu toate acestea, condițiile termice nu pot fi stabilite în scurt timp. Software-ul ZF poate anticipa punctele de operare optime din profilurile individuale de conducere și poate pregăti sistemul în mod corespunzător. Acesta „învață" comportamentul șoferilor și poate anticipa probabilitatea profilurilor individuale de conducere printr-un serviciu cloud bazat pe inteligență artificială. De exemplu, aerul condiționat și răcirea sistemului sunt reduse atunci când sunt detectate distanțe scurte.
Pe această bază, sistemul de asistență poate oferi șoferilor și sfaturi directe cu privire la modul de utilizare eficientă a vehiculului electric. De exemplu, sunt afișate accelerația și decelerația eficiente, precum și o viteză maxima optimizată. Acest lucru este deosebit de valoros atunci când vine vorba de calcularea unui interval precis și practic înainte de călătorie, care este apoi respectat în mod fiabil.
- Vehiculul concept EVbeat cu prototipul noii unități electrice de 800 de volți stabilește standarde pentru compacitate, greutate redusă și eficiență ridicată
- Densitatea unică a cuplului de 70 Nm/kg
- Greutatea blocului de alimentare este redusă cu o treime
- Primul sistem de management termic dezvoltat de ZF mărește autonomia vehiculului electric cu până la o treime în timpul funcționării pe timpul iernii, în lumea reală
Friedrichshafen. La Global Technology Day din Friedrichshafen, ZF prezintă conceptul electric de vehicul EVbeat, care este gândit pentru compactitate maximă, greutate redusă și eficiență maximală în funcționarea reală. La acest vehicul, componentele unei transmisii electronice au fost optimizate şi combinate într-un sistem holistic. Acestea includ transmisia ușoară și ultra-compactă de 74 kilograme, cu o densitate de cuplu de 70 Nm/kg, un management termic holistic și software de transmisie în rețea cloud. La temperaturi scăzute în preajma punctului de îngheț, gama operațiunilor din lumea reală crește cu până la o treime, în comparație cu tehnologia actuală.
„Mobilitatea sustenabilă se află în centrul strategiei noastre corporative”, a explicat, printre altele, Stephan von Schuckmann, membru al Consiliului de Administraţie al ZF, responsabil pentru sistemele de transmisie electrificate. „Pe baza unui vehicul de producţie extrem de eficient, arătăm potenţialul pe care îl oferă viitoarele componente de propulsie electrică atunci când le combinăm într-un sistem global, mai eficient”.
Vehiculul concept ZF EVbeat se bazează pe un Porsche Taycan și ia ca reper tehnologia de serie de top de la ZF și alți jucători de pe piață.
„Scopul nostru a fost de a face această unitate cât mai compactă și mai ușoară posibil, menținând în același timp dinamica ridicată de conducere și creșterea eficienței în funcționarea în lumea reală”, a spus Dr. Otmar Scharrer, director de dezvoltare pentru sisteme electrice de transmisie la ZF. „În ceea ce privește densitatea cuplului, suntem în vârful podiumului atunci când ne comparăm cu unitățile electronice pentru autoturisme disponibile în prezent pe piață. În același timp, am acordat o atenție deosebită sustenabilității în timpul dezvoltării”. Motorul electric funcționează fără elemente grele din pământuri rare, iar sistemul de management termic nu utilizează agent frigorific pe bază de fluor. Numărul scăzut de componente și reducerea totală a greutății sistemului cu o treime, pentru acționarea electrică, și sistemul de management termic au o contribuție dublă la o durabilitate mai mare – atât în producție, cât și în funcționare.
EVSys800: unitate ultra-compactă și ușoară de 800 volți
EVSys800 este o unitate modulară de 800 de volți și constă din electronice de putere cu carbură de siliciu, motor electric și o cutie de viteze de reducție. În ciuda designului său extrem de compact și a greutății reduse, EVbeat nu se „zgârcește” cu performanța: vehiculul concept are un cuplu maxim de 5200 newton metri disponibil pe puntea din spate – și acesta cu o densitate de cuplu deosebit de mare pentru mașinile de pasageri autorizate rutier de 70 newtoni metri pe kilogram. Puterea continuă și de vârf a motorului electric este de 206, respectiv 275 kilowați - ZF realizează astfel o putere continuă de aproximativ 75% din puterea de vârf.
În ceea ce privește dimensiunile, sistemul de propulsive economisește 50 de milimetri în lățime datorită cutiei de viteze compacte și tehnologiei de „înfășurare împletită" a motorului electric, patentată de ZF, permițând astfel o instalare coaxială care economisește spațiu pe puntea motoare.
Cu o greutate totală de 74 de kilograme, EVSys800, normalizat la aceeași putere ca cel mai recent motor din seria ZF de 800 de volți, este cu aproximativ 40 de kilograme sau cu o treime mai ușor și contribuie astfel semnificativ la reducerea greutății conceptului autovehiculului.
Esențial pentru aceasta este motorul electric cu un nou concept de răcire și o nouă tehnologie de bobinare. Pentru răcire, ZF permite uleiului să curgă direct în jurul tijelor de cupru - exact în punctul în care este generată cea mai mare parte a căldurii în timpul funcționării. O astfel de răcire extrem de eficientă crește semnificativ performanța cu aceeași greutate și același spațiu de instalare. În plus, se poate renunța la utilizarea elementelor grele din pământuri rare, iar motorul electronic poate fi produs mai sustenabil. Tehnologia de „înfășurare împletită" dezvoltată și patentată de ZF este o dezvoltare ulterioară a așa-numitei înfășurări ondulate și permite un total cu 10% mai puțin spațiu de instalare. Numai capul de înfășurare este cu până la 50% mai mic decât în cazul abordărilor convenționale. Acest lucru economisește aproximativ zece procente de cupru.
Invertorul motorului electric a fost reproiectat fundamental. Toate componentele esențiale au fost revizuite fundamental. Au fost realizate îmbunătățiri semnificative în fiecare dintre domeniile de compatibilitate electromagnetică, modele de putere și condensatoare în ceea ce privește spațiul de instalare, greutatea și durabilitatea.
O nouă cutie de viteze, coaxială, transmite forțele de antrenare ale motorului electric prin două angrenaje planetare. Acestea nu numai că generează raportul de transmisie final dorit, dar realizează şi funcţia diferenţială complet integrată. În comparație cu conceptele convenționale de offset, în care arborii de intrare și de ieșire nu sunt pe aceeași axă, soluția coaxială reduce greutatea și cerințele de spațiu de montaj fără a compromite eficiența, zgomotul și vibrațiile. În combinație cu tehnologia de înfășurare împletită, această unitate poate fi redusă semnificativ, permițând instalarea în aproape orice spațiu de montare a autovehiculului.
„Cu acest sistem putem satisface perfect principalele cerințe ale clienților noștri - și anume eficiență, performanță și costuri", a spus Dr. Otmar Scharrer. Primele tehnologii ale noii linii de transmisie ZF vor fi disponibile pe piață din 2026.
Managementul termic: Reglarea eficientă a temperaturii sistemului de propulsie și a întregului autovehicul
Controlul temperaturii unui vehicul poate reprezenta o proporție semnificativă din necesarul său de energie în timpul iernii, care poate fi între trei și șase kilowați, în special la încălzire. Răcoarea plăcută vara și căldura în timpul iernii sunt factori majori de confort pentru ocupanți. Temperatura potrivită este, de asemenea, un factor esențial pentru performanța motorului electric, a electronicii de putere și a bateriei.
Primul sistem central de management termic (TherMaS) dezvoltat de ZF pentru vehicule electrice este integrat în conceptul vehiculului EVbeat. TherMaS folosește o unitate centrală și un software inteligent pentru a controla toate procesele termice pentru transmisie și habitaclu. Noul design reduce semnificativ cerințele de spațiu și greutatea în comparație cu abordările anterioare pentru răcirea și încălzirea mașinilor electrice. O pompă de căldură de 800 de volți pe bază de propan necesită, de asemenea, mult mai puțină energie. Deoarece este compact și simplu în design, poate fi integrat cu ușurință în vehicule.
Conceptul TherMaS are pentru prima dată trei circuite desemnate: În centru este circuitul foarte mic al agentului frigorific. Acesta este preumplut și închis ermetic și, prin urmare, nu necesită întreținere. În plus, conceptul nu are interfețe cu alte zone ale autovehiculului, cum ar fi interiorul. ZF utilizează propanul frigorific natural, fără fluor. Deși se utilizează doar jumătate din agentul frigorific anterior, capacitatea de răcire crește cu un factor de doi în comparație cu agenții frigorifici utilizați în mod obișnuit astăzi. Dacă este necesar, circuitul central de refrigerare deservește două circuite de răcire controlabile separat în care apa protejată împotriva înghețului curge ca de obicei: Primul este proiectat pentru temperaturile relativ ridicate ale motorului electric, în timp ce al doilea reglează temperatura electronicii de alimentare și de încărcare. Software-ul de control reglează capacitatea de răcire.
Datorită acestui management termic general, raza de acțiune a EVbeat crește cu până la o treime în funcționarea solicitantă pe timp de iarnă. Performanța de răcire semnificativ mai bună face posibilă ieșirea continuă mai mare a mașinii electronice.
Software pentru grupul motopropulsor: rețea eficientă a vehiculului și în cloud
Proprietățile sistemelor hardware pun o bază importantă pentru funcționarea durabilă a vehiculului; orchestrarea lor optimă este realizată prin intermediul software-ului.ZF și-a dezvoltat propriul software de propulsie care conectează toate sistemele vehiculelor între ele și stabilește conexiunea la cloud-ul ZF.
Deoarece eficiența unui motor electric depinde de punctele sale de funcționare termică, este important să le mențineți în permanență în intervalul optim: La viteze reduse și cerințe ridicate de cuplu, punctul optim de funcționare termică este foarte scăzut, în timp ce la viteze mari cu cerințe reduse de cuplu, temperaturile ridicate nu reprezintă o problemă. Cu toate acestea, condițiile termice nu pot fi stabilite în scurt timp. Software-ul ZF poate anticipa punctele de operare optime din profilurile individuale de conducere și poate pregăti sistemul în mod corespunzător. Acesta „învață" comportamentul șoferilor și poate anticipa probabilitatea profilurilor individuale de conducere printr-un serviciu cloud bazat pe inteligență artificială. De exemplu, aerul condiționat și răcirea sistemului sunt reduse atunci când sunt detectate distanțe scurte.
Pe această bază, sistemul de asistență poate oferi șoferilor și sfaturi directe cu privire la modul de utilizare eficientă a vehiculului electric. De exemplu, sunt afișate accelerația și decelerația eficiente, precum și o viteză maxima optimizată. Acest lucru este deosebit de valoros atunci când vine vorba de calcularea unui interval precis și practic înainte de călătorie, care este apoi respectat în mod fiabil.
MEDIA
CONTACT
Karin Markenstein
