Nowy napęd elektryczny – High Revolution Drive – może polepszyć osiągi i obniżyć koszt „elektryków”.
Maciej Ziemek
Dzięki prędkości obrotowej sięgającej 30 000 obr./min silnik elektryczny nowej konstrukcji jest o niemal jedną czwartą mniejszy i lżejszy od porównywalnego stosowanego obecnie do napędu samochodów elektrycznych. ZF zapowiada również ograniczenie zużycia magnesów o połowę. Produkcja seryjna ma ruszyć przed 2030 rokiem.
Nowy napęd elektryczny ZF High Revolution Drive może przyczynić się do obniżenia zarówno masy własnej aut elektrycznych, jak i kosztu produkcji układu napędowego, a także do lepszego wykorzystania przestrzeni w „elektrykach”. Najważniejszą cechą nowego napędu jest bardzo wysoka prędkość obrotowa silnika, dochodząca do 30 000 obr./min, ale nie jedyną.
- 30 000 obr./min zamiast 18 000 obr./min – nowy napęd elektryczny ZF.
- Silnik nowej konstrukcji jest o niemal 25 procent mniejszy i lżejszy niż obecne.
- Zapotrzebowanie na magnesy zmniejszono o 50 procent.
- Sprawność układu wynosi niemal 93 procent
- System jest przystosowany do instalacji 400 i 800 V.
Napęd High Revolution Drive integruje silnik elektryczny, przekładnię i elektronikę w jednym niewielkim układzie
Konstrukcyjne 3 w 1
Silnik elektryczny, elektronika oraz przekładnia nowego napędu są zintegrowane w jednym układzie, co nie należy do nowości. Nowością jest natomiast wysoka prędkość obrotowa wirnika, która pozwala uzyskać istotne korzyści konstrukcyjne. W porównaniu z podobnym napędem, który pracuje z prędkością do 18 000 obr./min, silnik nowej konstrukcji jest o niemal 25 procent mniejszy i o około 25 procent lżejszy.
Jeszcze większa różnica dotyczy zapotrzebowania na magnesy. Ich wymaganą masę własną ograniczono o 50 procent. Ma to spore znaczenie nie tylko ze względu na koszt produkcji, lecz także na ograniczenie zależności od dostaw surowców i komponentów pochodzących z krytycznych łańcuchów dostaw, które swój początek mają w Chinach.
Mimo zastosowania wysokich obrotów i dużego przełożenia, ZF deklaruje sprawność układu na poziomie aż 93 procent, czyli podobnym jak w wypadku silników elektrycznych aktualnie stosowanych do napędu aut elektrycznych.
Mniejsza masa własna układu napędowego może przyczynić się też do zwiększenia zasięgu samochodów elektrycznych, zwłaszcza popularnych, dla których nowy silnik jest szczególnie atrakcyjny. ZF zakłada, że napęd elektryczny High Revolution Drive jest dobrym rozwiązaniem przede wszystkim dla aut osobowych, w których moc silnika mieści się w przedziale od 204 do 272 KM.
START WYPRZEDAŻY W SALONACH MARKI KIA – RABATY DO NAWET 66 TYS. ZŁ
START WYPRZEDAŻY W SALONACH MARKI KIA – RABATY DO NAWET 66 TYS. ZŁ
Dwustopniowa przekładnia – obowiązkowa
Zasada działania napędu elektrycznego High Revolution Drive opiera się na zależności pomiędzy prędkością obrotową a momentem obrotowym. Przy tej samej mocy zwiększenie prędkości obrotowej pozwala zmniejszyć wymagany moment obrotowy silnika. Ponieważ jest on bezpośrednio związany z objętością wirnika, możliwe jest zastosowanie mniejszej i lżejszej jednostki elektrycznej.
Wyzwaniem pozostaje przeniesienie wysokiej prędkości obrotowej na koła samochodu. Rozwiązano ten problem poprzez zastosowanie dwustopniowej przekładni z walcowymi kołami zębatymi. Przełożenie wynosi około 18:1, dzięki czemu do kół trafia odpowiednio wysoki moment obrotowy.
Napęd dostosowany do aut z instalacją 400 i 800 V
Napęd elektryczny High Revolution Drive opracowano jako system skalowalny, który można dostosować do różnych poziomów mocy oraz napięcia instalacji samochodów elektrycznych – zarówno 400 V, jak i 800 V.
Jednym z największych wyzwań przy projektowaniu silników o tak wysokiej prędkości obrotowej jest ograniczenie hałasu i drgań. W ich ograniczeniu również pomaga odpowiednio zaprojektowana przekładnia oraz fakt, że silnik, uzębienie, łożyska i geometria zębów optymalizowano jako jeden zintegrowany system.
ZF już prowadzi rozmowy z kilkoma producentami samochodów zainteresowanymi nowym rozwiązaniem. Rozpoczęcie seryjnej produkcji napędu elektrycznego High Revolution Drive zaplanowano najpóźniej do 2030 roku.
FAQ – najczęściej zadawane pytania na temat silnika ZF High Revolution Drive
1. Jaką maksymalną prędkość obrotową osiąga silnik ZF High Revolution Drive?
Silnik elektryczny może pracować z prędkością do 30 000 obr./min. To znacznie więcej niż w konwencjonalnych napędach elektrycznych.
2. Jaką moc oferuje nowy napęd ZF?
Silnik rozwija maksymalną moc 272 KM.
3. O ile mniejszy i lżejszy jest nowy napęd elektryczny ZF?
High Revolution Drive jest o niemal 25 procent mniejszy i o około 25 procent lżejszy od porównywalnego silnika, który pracuje z prędkością 18 000 obr./min.
4. Dlaczego ZF zastosowało w nowym silniku prędkość obrotową 30 000 obr./min?
Wyższa prędkość obrotowa pozwala uzyskać tę samą moc przy niższym wymaganym momencie obrotowym silnika.
5. Kiedy ruszy produkcja seryjna ZF High Revolution Drive?
ZF planuje rozpoczęcie produkcji seryjnej do 2030 roku. Firma już prowadzi rozmowy z kilkoma producentami samochodów elektrycznych zainteresowanymi nowym napędem.
