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ZF bringt neue, effizientere und leistungsstärkere Elektroantriebe für Pkw auf den Markt

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  • ZF bringt neue, effizientere und leistungsstärkere Elektroantriebe für Pkw auf den Markt

    ZF bringt neue, effizientere und leistungsstärkere Elektroantriebe für Pkw auf den Markt​Der deutsche Automobilzulieferer ZF hat eine neue Generation von Elektroantrieben für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge vorgestellt. Dank zahlreicher Innovationen auf Komponenten- und Systemebene sollen diese Fahrzeuge "neue Maßstäbe in Sachen Leistungsdichte und Energieeffizienz setzen".

    Dazu gehören laut Pressemitteilung die kompakte Bauweise der Antriebe, der sogenannte "diskrete" Ansatz der Leistungselektronik und ein ressourcenschonender Materialeinsatz, der auch die Produktion der Antriebe nachhaltiger machen soll. Die neuen ZF-Getriebe für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge basieren auf einem modularen Gesamtkonzept aus Elektromotor, Inverter, Getriebe und Software.

    Obwohl der Konzern die Komponenten auch einzeln anbieten möchte, handelt es sich bei den Komplettsystemen um voll integrierte Antriebssysteme. "Wir setzen auf drei Basissysteme, die die Hauptanforderungen unserer Kunden, nämlich Effizienz, Leistung und Kosten, schon in der Standardausführung nahezu perfekt erfüllen", erklärt Markus Schwabe, Leiter der Produktlinie Electrified Powertrain Systems. "Auf dieser Basis können wir weitere individuelle Kundenanforderungen in Elektrofahrzeugen aller Segmente optimal umsetzen".

    Die Anwendungstechniker sollen solche Kundenanforderungen durch ihre "hohe Schnittstellenkompetenz und ihr einzigartiges Know-how über Fahrstrategien" erfüllen können, so der OEM. Wer Anforderungen außerhalb der vorkonfektionierten Basismodelle hat, kann sie also auch bekommen - Konfektionsware wird wahrscheinlich günstiger sein.

    "Dank ausgeklügelter interner Schnittstellen ermöglicht die neue, extrem kompakte Bauform, dass System- oder Komponentenanpassungen mit geringem Aufwand vorgenommen werden können", erklärt Otmar Scharrer, Leiter der Entwicklung elektrischer Antriebstechnologien bei ZF. "Darüber hinaus weist die Bauform eine sehr hohe strukturelle Steifigkeit auf, was ein überlegenes Geräuschverhalten ermöglicht".

    Werfen wir einen kurzen Blick auf die Komponenten selbst: Mit der sogenannten "Discrete Package"-Technologie will ZF den Spagat zwischen einem hohen Grad an Homogenität der Komponenten und einer hohen Anpassungsfähigkeit für die Leistungselektronik schaffen. Die Individualisierung erfolgt auf Chipebene, die einzelnen Halbleiter-Leistungsschalter können zu Leistungsmodulen zusammengefasst werden. Mit diesem neuen Ansatz möchte ZF weniger verschiedene Bauteiltypen als bei herkömmlichen Leistungsmodulen verwenden und so schneller und präziser auf die Anforderungen reagieren.

    Beim Elektromotor selbst liegt der Schwerpunkt auf dem Kühlkonzept, um die Leistungsdichte zu erhöhen. Im Stator sind die Kupferstäbe der von ZF entwickelten Braided Winding-Technologie direkt von Öl umgeben - genau an der Stelle, wo im Betrieb die meiste Wärme entsteht. Dieses effizientere Kühlkonzept soll bei gleichem Gewicht und Einbauraum eine höhere Leistung ermöglichen - oder bei gleicher Leistung wird der Elektromotor kleiner und leichter. Die Braided-Winding-Wicklungstechnologie ist eine Weiterentwicklung der berühmten "Hairpin"-Wicklung. Allein dadurch soll der benötigte Bauraum um zehn Prozent reduziert werden und weniger Rohmaterial verarbeitet werden. Insgesamt will ZF auch weniger Seltene Erden einsetzen, wodurch der Elektromotor nachhaltiger produziert werden kann, so das Unternehmen.

    Für das neue Koaxialgetriebe setzt ZF auf sein Know-how bei Planetengetrieben aus der Welt der Verbrennungsmotoren. Zwei ineinander integrierte Planetengetriebe sollen nicht nur die gewünschte Achsübersetzung erzeugen, sondern umfassen auch die voll integrierte Differenzialfunktion.

    Darüber hinaus beinhaltet das System einen DC-DC-Wandler, der speziell für Brennstoffzellenantriebe entwickelt wurde. Der Wandler muss die niedrige Ausgangsspannung und den starken Spannungsabfall bei hoher Belastung der Brennstoffzellen kompensieren. ZF gibt einen Wirkungsgrad von 99,6 Prozent an.

    Die neue Generation elektrischer Antriebe von ZF soll als Komplettsystem ab 2025 auf dem Markt erhältlich sein, einige Komponenten wird ZF schon früher in Serie bringen. "Das große Interesse der Hersteller an unseren Produkten, sowohl im Pkw- als auch im Nutzfahrzeugbereich, wird durch unseren hohen Auftragsbestand im Hochvoltbereich eindrucksvoll bestätigt", sagt Stephan von Schuckmann, Mitglied der Geschäftsführung von ZF.​

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