ZF High Revolution Drive: выше скорость, компактнее конструкция

ZF представила High Revolution Drive — компактный электрический привод формата 3-в-1, рассчитанный на скорость до 30 000 об/мин. По сравнению с традиционными решениями он занимает меньше места и весит меньше, не уступая им по мощности. Высокая частота вращения позволяет использовать более компактный и лёгкий электродвигатель с меньшим количеством магнитов, а двухступенчатая коробка передач преобразует скорость в необходимый крутящий момент на колёсах.

• Электропривод развивает до 30 000 об/мин, сохраняя низкий уровень шума благодаря многолетнему опыту ZF в разработке трансмиссий.
• Компактные размеры упрощают интеграцию системы в новые автомобильные платформы.
• Модульная архитектура позволяет адаптировать привод под разные уровни мощности и системы напряжением 400 или 800 В.

Новая разработка создана на базе существующей платформы SELECT. Это помогает автопроизводителям внедрять привод быстрее и снижает затраты на разработку.

Для работы на повышенных оборотах все компоненты системы должны быть точно согласованы между собой. «High Revolution Drive опирается на комплексную экспертизу ZF в области системных решений, — говорит Томас Мейзер, руководитель подразделения E-Mobility в ZF. — Мы не оптимизируем отдельные элементы по отдельности, а совместно настраиваем электродвигатель, силовую электронику и трансмиссию».

При одинаковой выходной мощности увеличение скорости вращения позволяет снизить требуемый крутящий момент двигателя. А поскольку крутящий момент напрямую связан с объёмом ротора, электромотор можно сделать меньше и легче. Двухступенчатая цилиндрическая передача с косозубыми шестернями и передаточным отношением около 18:1 обеспечивает необходимый момент на колёсах. Представленная версия развивает до 200 кВт пиковой мощности и до 3500 Н·м крутящего момента на колёсах.

Высокие обороты при низком уровне шума

Повышение скорости вращения усложняет борьбу с шумом и вибрациями. ZF использовала свой многолетний опыт в разработке передач и трансмиссий, чтобы учесть эти факторы на этапе проектирования.

«С самого начала мы уделяли особое внимание надёжности, а также низкому уровню шума и вибраций, — отмечает Мейзер. — Электродвигатель, шестерни, подшипники и геометрию зубьев мы рассматривали как единую систему. Для этой конфигурации 30 000 об/мин — оптимальный баланс с технической и экономической точек зрения».

Меньше магнитов, массы и монтажного пространства

High Revolution Drive почти на 25% компактнее и легче сопоставимого привода SELECT, рассчитанного на 18 000 об/мин. При этом потребность в магнитах сокращается вдвое, что помогает уменьшить затраты и зависимость от уязвимых цепочек поставок. Эффективность системы достигает почти 93% — это сопоставимо с аналогичным решением SELECT, несмотря на высокую скорость вращения и большое передаточное отношение.

Снижение массы привода также может способствовать увеличению запаса хода автомобиля. Разработка ориентирована прежде всего на массовый сегмент легковых автомобилей с мощностью привода примерно от 150 до 200 кВт. Архитектуру можно масштабировать для разных уровней мощности и применять как в 400-вольтовых, так и в 800-вольтовых системах.

SELECT: новая концепция на проверенной платформе

High Revolution Drive создан как вариант модульной платформы SELECT и использует уже освоенные технологии. Такой подход помогает планировать производственные затраты и оставляет автопроизводителям гибкость при выборе конфигурации привода.

«С платформой SELECT нам не приходится разрабатывать каждое новое исполнение с нуля, — говорит Мейзер. — Модульная система позволяет адаптировать новые решения к различным требованиям заказчиков».

ZF уже ведёт переговоры с несколькими автопроизводителями и планирует начать выпуск High Revolution Drive к 2030 году.

Текст: Сергей Лавров

Фото: ZF