ZF представляет концепт-кар EVbeat с прототипом нового 800

May 20, 2023

На Всемирном дне технологий во Фридрихсхафене компания ZF представила концептуальный электрический автомобиль EVbeat, который рассчитан на максимальную компактность, малый вес и максимальную эффективность в реальной эксплуатации. В этом электромобиле ZF компоненты электронной трансмиссии были оптимизированы и объединены в целостную систему. К ним относятся легкая и сверхкомпактная трансмиссия массой 74 кг с плотностью крутящего момента 70 Н·м/кг, комплексное управление температурным режимом и программное обеспечение трансмиссии с облачной сетью.

Концептуальный автомобиль EVbeat

При низких температурах, близких к точке замерзания, запас хода в реальных условиях увеличивается почти на треть по сравнению с нынешней технологией.

Концептуальный автомобиль ZF EVbeat основан на Porsche Taycan и в качестве эталона использует ведущие серийные технологии ZF и других игроков рынка.

Электронный привод EVSys800. EVSys800, используемый в концепции, представляет собой модульный 800-вольтовый привод, состоящий из силовой электроники SiC, электродвигателя и редуктора. Несмотря на чрезвычайно компактный дизайн и небольшой вес, EVbeat не экономит на производительности. Концептуальный автомобиль имеет максимальный крутящий момент 5200 Н·м на задней оси — и это при уникально высокой плотности крутящего момента для легковых автомобилей, разрешенных к использованию на дорогах, — 70 Н·м на килограмм. Длительная и пиковая мощность электродвигателя составляет 206 и 275 киловатт соответственно — таким образом, ZF достигает постоянной мощности около 75% от пиковой мощности.

ЕВСис800

Статор электродвигателя с новой плетеной обмоткой.

При общем весе 74 килограмма EVSys800, рассчитанный на ту же мощность, что и новейший привод ZF 800-вольтовой серии, примерно на 40 килограммов или на 30% легче и, таким образом, способствует значительному снижению веса концептуального автомобиля.

Важную роль в этом играет электродвигатель с новой концепцией охлаждения и новой технологией намотки. Для охлаждения ZF позволяет маслу течь непосредственно вокруг медных стержней точно в той точке, где во время работы выделяется больше всего тепла. Такое высокоэффективное охлаждение значительно повышает производительность при том же весе и пространстве для установки.

Кроме того, можно отказаться от использования тяжелых редкоземельных элементов и производить электродвигатель более экологично. Технология Braided Winding, разработанная и запатентованная ZF, представляет собой дальнейшее развитие волновой обмотки и позволяет в общей сложности на 10 % меньше места для установки. Одна только намоточная головка на 50% меньше, чем при традиционных подходах. Это экономит около 10% меди.

Принципиально переработана конструкция инвертора электропривода и кардинально переработаны все основные узлы. Значительные улучшения были достигнуты в каждой области электромагнитной совместимости, силовых модулей и конденсаторов с точки зрения монтажного пространства, веса и устойчивости.

Инвертор с технологией SIC

Новый соосный редуктор передает крутящий момент электродвигателя через два планетарных ряда. Они не только создают желаемое передаточное число главной передачи, но также выполняют полностью интегрированную функцию дифференциала.

Коаксиальный редуктор

По сравнению с традиционными концепциями смещения, в которых входной и выходной валы не находятся на одной оси, коаксиальное решение снижает вес и требования к пространству для установки без ущерба для эффективности, шума и вибрации. В сочетании с технологией плетеной обмотки этот привод можно сделать значительно короче, что позволяет устанавливать его практически в любом месте автомобиля.

Управление температурным режимом. Регулирование температуры автомобиля может составлять значительную часть его потребностей в энергии зимой, которая может составлять от трех до шести киловатт, особенно при прогреве. Приятная прохлада летом и тепло зимой являются основными факторами комфорта для жильцов. Правильная температура также является важным фактором для работы электродвигателя, силовой электроники и аккумулятора.

ТерМаС

Первая центральная система управления температурным режимом (TherMaS), разработанная ZF для электромобилей, интегрирована в концептуальный автомобиль EVbeat. TherMaS использует центральный блок и интеллектуальное программное обеспечение для управления всеми тепловыми процессами в трансмиссии и салоне. Новый дизайн значительно снижает требования к пространству и весу по сравнению с предыдущими подходами к охлаждению и обогреву электронных автомобилей. Тепловой насос на 800 В, работающий на пропане, также требует значительно меньше энергии. Благодаря компактности и простоте конструкции его можно легко интегрировать в транспортные средства.