Neue E-Antriebe von ZF: Kleine Technik, große Wirkung

Neue E-Antriebe von ZF: Kleine Technik, große Wirkung
Innovative Komponenten fügen sich zu einer flexiblen Plattform für E-Antriebe zusammen. © ZF

Effizienz heißt das Zauberwort beim Zulieferer ZF. Dafür sollen geflochtene Wicklungen, bessere Kühlung und Planetengetriebe sorgen.

Seit 30 Jahren schon erinnert im Firmennamen ZF Friedrichshafen AG nur mehr ein Buchstabe an die „Zahnradfabrik“, als die das Unternehmen 1915 am Bodensee gegründet wurde. Eine Marginalisierung, die auch dem klassischen Getriebebau als einstigem Kerngeschäft droht. Allerdings haben die ZF-Leute längst erkannt, dass sich die Zeiten oszillierender Kolben und herkömmlicher Triebstränge tendenziell dem Ende nähern, weil die Zukunft in elektrischem Fortkommen besteht.

Trotzdem glauben sie auch fest daran, dass E-Mobilität bezahlbar bleiben muss. Die Idee heißt: Baukasten. Kosten, Effizienz, Perfomance – alles möglichst mit Gleichteilen und in Stufen wählbar. Gewaltige Batterien sind eher nicht so die Philosophie bei ZF. Zu schwer, zu viel Platzbedarf, zu teuer und zu belastend für die Umwelt. Eher schon hält man es – ganz schwäbisch – mit dem Sparen. Wer alles nutzt, was die Motor-Technik an Chancen bietet, kommt mit einem kleinen Akku womöglich genauso weit.

Mehr Reichweite, mehr Nachhaltigkeit

Der neue Hochvolt-Konverter von ZF schafft einen Wirkungsgrad von 99,6 Prozent. Foto: ZF

Herausforderungen warten in Sachen E-Mobilität ohnehin an jeder Ecke: Die 800-Volt-Architektur – und mit ihr Siliciumcarbid oder gar Galliumnitrid für die Leistungselektronik – wird schon bald Standard sein, die Kundschaft verlangt nach mehr Reichweite, das Klima nach mehr Nachhaltigkeit – und seit Corona und den Debatten um politische Abhängigkeiten wollen auch die Lieferketten klug bedacht sein. Da hat ein Zulieferer reichlich zu liefern.

Die neue Generation elektrischer ZF-Antriebe basiert daher auf einem modularen Gesamtkonzept aus E-Motor, Inverter, Getriebe und Software. Möglichst kompakt und dank der einem T ähnlichen Bauform trotzdem stabil genug für hohe Antriebskräfte, sagt Dr. Otmar Scharrer, Entwicklungsleiter für elektrische Antriebstechnologien. Das gesamte Paket soll spätestens 2025 am Markt verfügbar sein, einzelne Komponenten könnten aber schon früher in Serie gehen.

Mit einem neuen E-Motor will ZF noch einmal die Leistungsdichte gegenüber aktueller Technik steigern. Das Geheimnis liegt in einer Weiterentwicklung der bisherigen Hairpin-Wicklung zu einer Flecht-Technik. Diese Art Zopf erlaubt zehn Prozent Einsparung beim Material und einen um denselben Wert geringeren Bauraum. Obendrein gibt es eine neuartige Kühlung, bei der das Öl die Kupferdrähte direkt umfließt und damit die Wärme da aufnimmt, wo sie entsteht. Resultat der beiden Kunstgriffe: Die Dauerleistung des E-Motors soll laut ZF auf 85 Prozent der Spitzenleistung wachsen, gleichzeitig lässt sich weitgehend auf den Einsatz schwerer Seltener Erden verzichtet.

Auch die Brennstoffzelle bleibt im Blick

Im Untersetzungsgetriebe nutz ZF seine Erfahrung mit Planetenradsätzen. Foto: ZF

Getüftelt hat ZF auch am Reduktionsgetriebe. Ein Bauteil, bei dem die Entwickler so richtig am Rad drehen. Zwei ineinander integrierte Planetengetriebe sorgen für Übersetzung und Differenzial in einem. Das ehemals sperrige Bauteil schrumpft so zu einem nur gut fünf Zentimeter starken Ring vor dem E-Motor – erfordert jedoch keine Kompromisse bei Geräusch und Vibration, verspricht Achs-Chefentwickler Robert-Peter.

Allerdings behalten sie am Bodensee auch den Wasserstoff im Blick. Ein neuartiger Hochvolt-Konverter soll die niedrige Ausgangsspannung und den starken Spannungseinbruch bei Hochbelastung der Brennstoffzellen ausgleichen. Und das bis zu einer Leistung von 200 kW. Den Wirkungsgrad veranschlagen sie bei ZF auf stolze 99,6 Prozent.

Bei derart viel E-Mobilität muss womöglich das Z im Namen schon bald gänzlich weichen – und einem E Platz machen.

Keine Beiträge vorhanden