ZF presenta nuovi motori elettrici per auto e veicoli commerciali

ZF ha presentato nelle scorse ore l’ultima generazione di motori elettrici per auto e veicoli commerciali leggeri. Stabilisce gli standard grazie all’eccezionale densità di potenza e all’efficienza energetica. Il brand tedesco è riuscito a raggiungere questo risultato grazie a numerose innovazioni, sia a livello di componenti che di sistema.

Questi includono il design compatto del propulsore, l’approccio discreto nell’elettronica di potenza e un uso di materiali a risparmio di risorse, che rende anche la produzione più sostenibile. Con il loro concetto modulare, i nuovi e-drive di ZF supportano le case automobilistiche nella personalizzazione dell’ulteriore elettrificazione dell’intera gamma di modelli.

ZF: svelata l’ultima generazione di propulsori per EV

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 800V, che entrerà in produzione in serie quest’anno, lo dimostrano.

L’azienda sta dettando il passo nel dinamico mercato dell’elettromobilità e ora sta ulteriormente espandendo il suo ruolo di leader della tecnologia e dell’innovazione. La prova del successo della trasformazione del marchio sono gli ultimi sviluppi presentati ai media internazionali a Friedrichshafen il 21 novembre 2022.

ZF sta già sviluppando la sua gamma completa di prodotti per motori elettrici in vista delle funzioni desiderate dai clienti e dagli utenti finali. Per soddisfare meglio e più rapidamente la domanda di mercato altamente diversificata, il gruppo tecnologico presenta ora una nuova generazione di unità elettriche basate su un concetto generale modulare che include motore elettrico, inverter, trasmissione e software.

Markus Schwabe, Product Line Manager Electrified Powertrain Systems di ZF, ha detto che l’azienda si sta concentrando su tre sistemi di base che soddisfano i requisiti principali dei suoi clienti, ovvero efficienza, prestazioni e costo, anche nella versione standard. Su questa base, ZF può implementare in modo ottimale ulteriori esigenze individuali dei clienti nei veicoli elettrici di tutti i segmenti.

Stephan von Schuckmann, membro del Consiglio di Amministrazione di ZF e responsabile della mobilità elettrica all’interno del gruppo, ha invece dichiarato che il grande interesse dei produttori per i prodotti di ZF, sia nel settore delle auto che dei veicoli commerciali, è confermato dall’elevato portafoglio ordini. Con la prossima generazione di powertrain elettrici, il brand continua costantemente la sua strategia di sviluppo sostenibile e mobilità efficiente per il futuro.

Con la nuova generazione di e-drive, ZF fornisce electric drive system completamente integrati. Grazie all’elevato livello di competenza nell’interfaccia e al know-how unico per le strategie di guida, gli ingegneri 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.

Otmar Scharrer, responsabile sviluppo per Electric Drive Technologies, afferma che, 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 presenta una rigidità strutturale molto elevata, che consente un comportamento acustico superiore.

La nuova generazione di e-drive ZF sarà disponibile sul mercato come sistema completo a partire dal 2025. L’azienda introdurrà, però, prima i singoli componenti nella produzione in serie.

La nuova generazione di motori usa la tecnologia discrete package

Attraverso la tecnologia “discrete package”, 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 è costruito con singoli interruttori.

Questa modularità offre una migliore scalabilità delle prestazioni di quanto sia possibile con moduli di potenza complessi. Inoltre, la tecnologia “discrete package” richiede meno tipi di componenti rispetto all’utilizzo di moduli di alimentazione convenzionali. Con questo nuovo approccio all’elettronica di potenza, ZF riesce a soddisfare le diverse esigenze del mercato in modo più rapido e preciso.

Con un nuovo motore elettrico altamente integrato, l’azienda 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% (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 consente di risparmiare il 10% in meno di spazio di installazione. La testina di avvolgimento da sola è circa il 50% più piccola rispetto agli 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 motori elettrici. Due ingranaggi planetari integrati 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 DC-DC) svolgono un ruolo centrale nei motori 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 power electronics platform di ZF, sviluppato per applicazioni su auto e veicoli commerciali, ha un valore massimo del 99,6% in termini di efficienza.