Prawdziwy napęd przyszłości. Zasięg większy o 1/3 i 5200 Nm. Tu nie ma błędu

Większości kierowców niemiecka firma ZF znana jest z produkowania części zamiennych do samochodów, m.in. wahaczy, hamulców, przekładni kierowniczych itp. Ale to uproszczenie.

ZF to globalny koncern, który opracuje i dostarcza producentom samochodów całe kompleksowe rozwiązania i systemy, w tym zakresie jazdy autonomicznej i elektromobilnoości. Tylko w Polsce koncern w siedmiu lokalizacjach zatrudnia 11 tysięcy osób, które nie tylko produkują części do samochodów, ale w centrum R&D opracowują nowe rozwiązania.

I właśnie ZF podczas wydarzenia Global Technology Day we Friedrichshafen zaprezentowało prototyp elektrycznego pojazdu o EVbeat. Czym wyróżnia się ten samochód?

ZF EVbeat bazuje na Porsche Taycan i wykorzystuje technologię seryjną od ZF i innych producentów. Tyle, że poddano ją pewnym "poprawkom".

Układ napędowy EVbeat nosi nazwę EVSys800. Jest to modułowy napędem 800 V i składa się z elektroniki mocy z węglika krzemu, silnika elektrycznego i przekładni redukcyjnej. Napęd wyróżnia się kompaktową konstrukcją, niską masą i olbrzymim momentem obrotowym, który wynosi 5200 Nm i trafia na koła tylnej osi.

Moc ciągła i szczytowa silnika elektrycznego wynosi odpowiednio 206 i 275 kW (odpowiednio 280 i 374 KM). Moc ciągła wynosi więc około 75 procent mocy szczytowej.

Dzięki kompaktowej przekładni redukcyjnej i opatentowanej przez ZF technologii "plecionego uzwojenia" silnika elektrycznego napęd jest o 5 cm węższy niż dotychczas stosowane, umożliwiając w ten sposób zajmującą mniej miejsca, współosiową instalację na osi napędowej.

Przy całkowitej masie 74 kilogramów, EVSys800 jest aż o około 40 kilogramów (czyli jedną trzecią) lżejszy niż najnowszy napęd ZF serii 800V.

W silniku zastosowano nową technologię uzwojenia i nowy układ chłodzenia. Przepływ oleju odbywa się bezpośrednio po miedzianych prętach - czyli w miejscu, w którym podczas pracy generowana jest większość ciepła. Takie chłodzenie znacznie zwiększa wydajność przy tej samej masie i przestrzeni montażowej.

Falownik napędu elektrycznego został gruntownie przeprojektowany. ZF zapewnia, że osiągnięto znaczne ulepszenia w każdym z obszarów kompatybilności elektromagnetycznej, modułów mocy i kondensatorów pod względem przestrzeni montażowej, wagi i trwałości.

Nowa, współosiowa przekładnia redukcyjna przenosi siły napędowe silnika elektrycznego za pośrednictwem dwóch przekładni planetarnych. Generują one nie tylko pożądane przełożenie osi, ale także pełnią w pełni zintegrowaną funkcję mechanizmu różnicowego. 

W porównaniu z konwencjonalnymi rozwiązaniami, w których wał wejściowy i wyjściowy nie znajdują się na tej samej osi, rozwiązanie współosiowe zmniejsza wagę i wymagania dotyczące przestrzeni montażowej bez uszczerbku dla wydajności, głośności i wibracji.

Kontrola temperatury pojazdu może stanowić znaczną część zapotrzebowania energetycznego pojazdu w zimie. Może ono pochłonąć od trzech do sześciu kilowatów, zwłaszcza podczas rozgrzewania.

W EVbeat zastosowano centralny system zarządzania temperaturą (TherMaS). Wykorzystuje jednostkę centralną i inteligentne oprogramowanie do sterowania wszystkimi procesami termicznymi w układzie napędowym i kabinie pasażerskiej.

TherMaS po raz pierwszy ma trzy wyznaczone obwody. W centrum znajduje się bardzo mały obieg czynnika chłodniczego. Jest on wstępnie napełniony i hermetycznie zamknięty, dzięki czemu nie wymaga konserwacji. Ponadto koncepcja ta nie ma żadnych interfejsów z innymi obszarami pojazdu, takimi jak wnętrze. ZF wykorzystuje tu bezfluorowy, naturalny czynnik chłodniczy - propan. Chociaż używana jest tylko połowa wcześniej objętości czynnika chłodniczego, wydajność chłodzenia wzrasta dwukrotnie w porównaniu do powszechnie stosowanych obecnie czynników chłodniczych.

W razie potrzeby centralny obieg czynnika chłodniczego obsługuje dwa oddzielnie sterowane obiegi chłodzenia, w których jak zwykle płynie woda chroniona przed mrozem: pierwszy jest przeznaczony do stosunkowo wysokich temperatur w silniku elektrycznym, podczas gdy drugi chłodzi elektronikę zasilania i ładowania. Oprogramowanie sterujące reguluje wydajność chłodzenia.

Dzięki takiemu ogólnemu zarządzaniu termicznemu zasięg EVbeat w warunkach zimowych ma być większy nawet o jedną trzecią. Znacznie lepsza wydajność chłodzenia umożliwia uzyskanie wyższej mocy ciągłej urządzenia elektrycznego.