ZF presenta il concept car EVbeat con il prototipo della nuova 800

May 20, 2023

In occasione del Global Technology Day a Friedrichshafen, ZF ha presentato il concept car elettrico EVbeat, progettato per la massima compattezza, peso ridotto e massima efficienza nel funzionamento reale. In questo veicolo elettrico ZF, i componenti di una trasmissione elettrica sono stati ottimizzati e combinati in un sistema olistico. Questi includono la trasmissione leggera e ultracompatta da 74 kg con una densità di coppia di 70 N·m/kg, una gestione termica olistica e un software della trasmissione in rete cloud.

Veicolo concettuale EVbeat

A temperature fredde intorno al punto di congelamento, la portata nel funzionamento reale aumenta fino a un terzo rispetto alla tecnologia attuale.

Il concept car ZF EVbeat si basa su una Porsche Taycan e prende come punto di riferimento la tecnologia di serie leader di ZF e di altri attori del mercato.

EVSys800 e-drive. L'EVSys800 utilizzato nel concetto è un azionamento modulare da 800 volt ed è costituito da elettronica di potenza SiC, motore elettrico e riduttore. Nonostante il design estremamente compatto e il peso leggero, l'EVbeat non lesina in termini di prestazioni. Il concept car ha una coppia massima di 5.200 N·m disponibile sull'asse posteriore, e questo con una densità di coppia elevata unica per le autovetture omologate per la circolazione su strada di 70 N·m per chilogrammo. La potenza continua e quella di picco del motore elettrico ammontano rispettivamente a 206 e 275 kilowatt: ZF raggiunge quindi una potenza continua pari a circa il 75% della potenza di picco.

EVSys800

Statore motore elettrico con nuovo avvolgimento intrecciato.

Con un peso totale di 74 chilogrammi, l'EVSys800, normalizzato alla stessa potenza dell'ultima serie ZF da 800 volt, è circa 40 chilogrammi o il 30% più leggero e contribuisce quindi in modo significativo al risparmio di peso del concept car.

Fondamentale a questo scopo è il motore elettrico con un nuovo concetto di raffreddamento e una nuova tecnologia di avvolgimento. Per il 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. Un raffreddamento così altamente efficiente aumenta significativamente le prestazioni a parità di peso e spazio di installazione.

Inoltre si può fare a meno dell’uso di terre rare pesanti e il motore elettrico può essere prodotto in modo più sostenibile. La tecnologia "Braided Winding", sviluppata e brevettata da ZF, è un ulteriore sviluppo dell'avvolgimento ondulato e consente complessivamente il 10% in meno di spazio di installazione. La sola testa di avvolgimento è fino al 50% più piccola rispetto agli approcci convenzionali. Ciò consente di risparmiare circa il 10% di rame.

L'inverter della trazione elettrica è stato radicalmente riprogettato e tutti i componenti essenziali sono stati radicalmente rivisti. Sono stati ottenuti miglioramenti significativi in ​​ciascuna delle aree della compatibilità elettromagnetica, dei moduli di potenza e dei condensatori in termini di spazio di installazione, peso e sostenibilità.

Invertitore con tecnologia SIC

Un nuovo riduttore coassiale trasmette le forze motrici del motore elettrico tramite due gruppi di ingranaggi epicicloidali. Non solo generano il rapporto di trasmissione finale desiderato, ma svolgono anche la funzione differenziale completamente integrata.

Riduttore coassiale

Rispetto ai concetti disassati convenzionali, in cui gli alberi di ingresso e di uscita non sono sullo stesso asse, la soluzione coassiale riduce i requisiti di peso e spazio di installazione senza compromettere efficienza, rumore e vibrazioni. In combinazione con la tecnologia Braided Winding, questa trasmissione può essere notevolmente più corta, consentendo l'installazione in quasi tutti gli spazi di installazione del veicolo.

Gestione termica. In inverno la regolazione della temperatura di un veicolo può coprire una parte significativa del suo fabbisogno energetico, che può essere compreso tra tre e sei kilowatt, soprattutto durante il riscaldamento. Il piacevole fresco d’estate e il caldo d’inverno sono i principali fattori di comfort per gli occupanti. La giusta temperatura è anche un fattore essenziale per le prestazioni del motore elettrico, dell'elettronica di potenza e della batteria.

TherMaS

Il primo sistema di gestione termica centrale (TherMaS) sviluppato da ZF per veicoli elettrici è integrato nel concept car EVbeat. TherMaS utilizza un'unità centrale e un software intelligente per controllare tutti i processi termici per la trasmissione e l'abitacolo. Il nuovo design riduce significativamente i requisiti di spazio e il peso rispetto agli approcci precedenti per il raffreddamento e il riscaldamento delle auto elettriche. Inoltre, una pompa di calore da 800 volt a base di propano richiede molta meno energia. Poiché è compatto e dal design semplice, può essere facilmente integrato nei veicoli.