(video) ZF pregătește un propulsor electric de 30.000 rpm abia spre 2030. Chinezii au deja sisteme similare în serie
Compania germană ZF anunță noul sistem compact de propulsie electrică High Revolution Drive, o unitate integrată de tip 3-în-1 capabilă să atingă turații de până la 30.000 rpm. Dezvoltat pe baza platformei modulare existente SELECT, acest concept livrează aceeași putere ca unitățile tradiționale, dar într-un ansamblu mai ușor și mai compact.
Datorită acestei abordări, producătorii auto pot integra sistemul mult mai ușor în noile arhitecturi de vehicule, beneficiind de o reducere semnificativă a costurilor de dezvoltare și a necesarului de materiale magnetice.
Principiul de funcționare
Turația motorului electric din ansamblul High Revolution Drive este net superioară sistemelor tradiționale de propulsie electrică, ceea ce a impus o coordonare riguroasă la nivelul întregii arhitecturi. Thomas Meiser, șeful diviziei E-Mobility din cadrul ZF, a subliniat că inginerii au optimizat sistematic funcționarea comună a motorului electric, a electronicii de putere și a transmisiei, în loc să trateze fiecare componentă izolat.
Principiul fizic este direct: pentru a menține aceeași putere livrată, creșterea turației motorului electric reduce necesarul de cuplu dezvoltat de acesta. Întrucât cuplul este direct proporțional cu volumul rotorului, motorul electric a putut fi proiectat cu dimensiuni și o greutate mult mai reduse.
Pentru a converti această viteză de rotație ridicată într-o forță utilizabilă la nivelul drumului, ZF a integrat o transmisie cu roți dințate cilindrice în două trepte, cu un raport de demultiplicare de aproximativ 18:1. În configurația prezentată, unitatea generează o putere maximă de 200 kW (272 CP) și un cuplu maxim la roți de 3500 Nm.
Funcționarea la turații foarte înalte face ca gestionarea zgomotelor și a vibrațiilor să devină o provocare majoră pentru ingineri. ZF a abordat această problemă valorificând experiența acumulată de-a lungul deceniilor în dezvoltarea angrenajelor și transmisiilor, proiectând întregul sistem într-un mod coordonat.
Potrivit explicațiilor oferite de Thomas Meiser, robustețea și nivelurile scăzute de zgomot și vibrații au constituit obiective ferme încă din primele etape ale proiectului. Pentru a le atinge, specialiștii au analizat ca un tot unitar motorul electric, transmisia, rulmenții și geometria dinților angrenajelor. Concluzia inginerilor germani este că pragul de 30.000 rpm reprezintă punctul de echilibru optim între performanțele tehnice obținute și costurile de fabricație pentru configurația prezentată.
Greutate redusă cu aproape 25%
Comparativ cu un sistem echivalent din familia SELECT care funcționează la o turație de 18.000 rpm, noua unitate High Revolution Drive este cu aproape 25% mai compactă și cu aproape 25% mai ușoară. Totodată, necesarul de material magnetic este redus cu 50%, un avantaj strategic major care diminuează atât costurile de producție, cât și dependența constructorilor de lanțurile de aprovizionare cu materii prime critice.
Chiar și în condițiile turațiilor extreme și ale raportului ridicat de transmisie, sistemul atinge un randament de aproape 93%, valoare comparabilă cu cea a sistemului de referință SELECT.
Masa proprie mai mică contribuie direct la creșterea autonomiei automobilelor electrice. Soluția este orientată către piața autoturismelor de serie produse în volume mari, fiind dimensionată pentru sisteme de propulsie cu puteri cuprinse între aproximativ 150 și 200 kW. Arhitectura este complet scalabilă pentru diferite niveluri de putere și este compatibilă atât cu sistemele electrice de 400 V, cât și cu cele de 800 V.
Contextul industriei
În timp ce ZF abia pregătește intrarea în producție a unității High Revolution Drive până în 2030, fiind în discuții cu mai mulți producători la capitolul implementare, pragul tehnologic de 30.000 rpm a fost deja atins și introdus în producția de serie de mai mulți constructori auto din China, care au mizat pe turații extreme pentru a crește densitatea de putere:
- GAC: A demarat recent producția unității Quark Electric Drive 2.0, capabilă să atingă 30.000 rpm și fiind destinată modelelor gamei Hyptec.
- BYD: A introdus pe platforma sa de înaltă tensiune Super e-Platform un motor electric de serie care atinge până la 30.511 rpm, utilizat pe modele precum Han L și Tang L, dar și pe deținătorul recordului mondial de viteză.
- Xiaomi: A dezvoltat și integrat motoare electrice de înaltă turație în gama sa de automobile electrice. Cel mai nou YU7 GT are un HyperEngine V8s EVO capabil de 28.000 rpm, însă în dezvoltare este alt agregat cu rotor îmbrăcat în carbon, capabil de 35.000 rpm!
Cmentariile sunt închise