ZF presenta l’ultima generazione di propulsori elettrici per autovetture e veicoli commerciali leggeri e fissa gli standard grazie all’eccezionale densità di potenza e all’efficienza energetica.
ZF ottiene questo risultato grazie a numerose innovazioni sia a livello di componenti che di sistema. Questi includono il design compatto degli azionamenti, l'”approccio discreto” nell’elettronica di potenza e un uso di materiali a risparmio di risorse, che rende anche la produzione degli azionamenti più sostenibile. Con il loro concetto modulare, i nuovi e-drive ZF supportano i produttori automobilistici nella personalizzazione dell’ulteriore elettrificazione dell’intera gamma di modelli. Per i clienti finali, le nuove tecnologie offrono maggiore efficienza, più potenza e tempi di ricarica più brevi.
ZF sviluppa e produce tecnologie per la mobilità del futuro. Due milioni di motori elettrici prodotti e il sistema elettrico del veicolo ad alta tensione con tecnologia a 800 volt, che entrerà in produzione in serie quest’anno, lo dimostrano: ZF sta dettando il passo nel dinamico mercato dell’elettromobilità e ora sta ulteriormente espandendo il suo ruolo di leader della tecnologia e dell’innovazione.
L’approccio di sistema anticipa le esigenze del mercato
ZF sta già sviluppando la sua gamma completa di prodotti per gli e-drive puri in vista delle funzioni desiderate dai clienti e dagli utenti finali. Per soddisfare meglio e più rapidamente la domanda di mercato altamente diversificata, il Technology Group presenta ora una nuova generazione di azionamenti elettrici basati su un concetto generale modulare con motore elettrico, inverter, trasmissione e software.
Ci stiamo concentrando su tre sistemi di base che soddisfano i requisiti principali dei nostri clienti, vale a dire efficienza, prestazioni e costo, anche nella versione standard – spiega Markus Schwabe, Product Line Manager Electrified Powertrain Systems. Su questa base, possiamo implementare in modo ottimale ulteriori singoli le esigenze dei clienti nei veicoli elettrici di tutti i segmenti.
Il grande interesse dei produttori per i nostri prodotti sia nel settore delle autovetture che dei veicoli commerciali è confermato dal nostro elevato portafoglio ordini nel settore dell’alta tensione. Con la prossima generazione di azionamenti elettrici, continuiamo costantemente la nostra strategia di sviluppo sostenibile e mobilità efficiente per il futuro – spiega Stephan von Schuckmann, membro del consiglio di amministrazione di ZF, responsabile della mobilità elettrica all’interno del gruppo.
Forza innovativa nel sistema così come nei componenti
Con la nuova generazione di e-drive, ZF fornisce sistemi di azionamento elettrico completamente integrati. Grazie all’elevato livello di competenza nell’interfaccia e al know-how unico per le strategie di guida, gli ingegneri applicativi di ZF possono soddisfare pienamente le esigenze dei clienti nel miglior modo possibile. Tuttavia, il Gruppo offrirà anche i componenti innovativi singolarmente, su cui si basa la propria soluzione di sistema.
Grazie a sofisticate interfacce interne, il nuovo design estremamente compatto consente di effettuare adattamenti del sistema o dei componenti con poco sforzo. Inoltre, il design ha una rigidità strutturale molto elevata, che consente un comportamento acustico superiore – spiega il Dr. Otmar Scharrer, Head of Sviluppo per Electric Drive Technologies.
La nuova generazione di e-drive ZF sarà disponibile sul mercato come sistema completo a partire dal 2025; ZF introdurrà prima i singoli componenti nella produzione in serie. Le seguenti innovazioni a livello di componenti danno il loro contributo al sistema generale avanzato:
Con la “tecnologia a pacchetto discreto”, l’elettronica di potenza gestisce l’equilibrio tra un elevato grado di uniformità dei componenti e un’elevata adattabilità. L’individualizzazione avviene a livello di chip: un inverter ZF a struttura discreta è costruito con singoli interruttori a semiconduttore di potenza. Questa modularità offre una migliore scalabilità delle prestazioni di quanto sia possibile con moduli di alimentazione complessi. Inoltre, la “tecnologia a pacchetto discreto” di ZF richiede meno tipi di componenti rispetto all’utilizzo di moduli di alimentazione convenzionali.
Con il nostro nuovo approccio all’elettronica di potenza, possiamo soddisfare le diverse esigenze del mercato in modo più rapido e preciso – spiega Scharrer.
Con un nuovo motore elettrico altamente integrato, ZF aumenta ancora una volta la densità di potenza rispetto alla tecnologia attualmente disponibile sul mercato. Un nuovo concetto di raffreddamento e una nuova tecnologia di avvolgimento svolgono qui un ruolo decisivo. Grazie al nuovo concetto di raffreddamento, ZF consente all’olio di fluire direttamente attorno alle barre di rame, esattamente nel punto in cui viene generata la maggior parte del calore durante il funzionamento. Tale raffreddamento altamente efficiente aumenta significativamente le prestazioni con lo stesso peso e lo stesso spazio di installazione. La potenza continua del motore elettrico viene aumentata fino all’85% della potenza di picco. Inoltre, l’uso di terre rare pesanti può essere ampiamente eliminato e il motore elettrico può quindi essere prodotto in modo più sostenibile. La tecnologia di avvolgimento intrecciato sviluppata da ZF, un ulteriore sviluppo dell’avvolgimento “hairpin”, consente un totale del 10% in meno di spazio di installazione. La testa di avvolgimento da sola è circa il 50% più piccola di quelle dei motori costruiti con approcci convenzionali. Ciò significa che viene lavorato circa il 10% in meno di materia prima.
Con il suo nuovo riduttore coassiale, ZF trasferisce il suo know-how leader mondiale nei riduttori epicicloidali alla prossima generazione di azionamenti elettrici. Due ingranaggi planetari integrati non solo generano il rapporto al ponte desiderato, ma includono anche la funzione differenziale completamente integrata.
Rispetto ai comuni concetti offset, la nuova soluzione riduce i requisiti di peso e spazio di installazione senza compromettere l’efficienza, il rumore e le vibrazioni.
I convertitori ad alta tensione (convertitori CC-CC) svolgono un ruolo centrale negli azionamenti elettrici alimentati da celle a combustibile. Compensano la bassa tensione di uscita e la forte caduta di tensione a carico elevato delle celle a combustibile. Il nuovo convertitore ad alta tensione della piattaforma di elettronica di potenza ZF, sviluppato per applicazioni su autovetture e veicoli commerciali, ha un valore massimo del 99,6% in termini di efficienza.
Fonte: ZF
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