ZF presenta le nuove trazioni elettriche per vetture, veicoli commerciali e industriali

ZF presenta la generazione più recente di trazioni elettriche per autovetture e veicoli commerciali. Questa definisce nuovi standard in termini di densità di potenza ed efficienza energetica straordinarie. ZF raggiunge tali livelli grazie a numerose innovazioni sia a livello di componenti sia di sistema. Queste includono il design compatto delle trazioni, l’“approccio discreto” nell’elettronica di potenza e un uso dei materiali che risparmia le risorse, rendendo anche più sostenibile la produzione. Con il loro concetto modulare, le nuove trazioni elettriche di ZF supportano i costruttori automotive nell’elettrificare, in modo personalizzato, tutto il loro parco veicoli. Per i consumatori finali, le nuove tecnologie offrono una maggiore efficienza, più potenza, e tempi ridotti di ricarica. 

ZF sviluppa e produce tecnologie per la mobilità del futuro. 2 milioni di motori elettrici prodotti e il sistema elettrico ad alta tensione con tecnologia a 800 V, che andranno in produzione di serie quest’anno, dimostrano quanto ZF stia facendo da apripista nel mercato dinamico dell’elettromobilità e ulteriormente potenziando il suo ruolo di leader tecnologico e innovativo. 

ZF: l’approccio sistemico anticipa le richieste del mercato 

ZF sta già sviluppando la sua gamma completa per trazioni puramente elettriche con un occhio alle funzioni desiderate da clienti e utilizzatori finali. In modo da soddisfare meglio e più velocemente una domanda di mercato estremamente diversificata, il Gruppo tecnologico sta presentando oggi una nuova generazione di trazioni elettriche basata su un concetto globale modulare con motore elettrico, inverter, trasmissione e software. “Ci stiamo focalizzando su tre sistemi di base che soddisfano le principali richieste della clientela, quali efficienza, prestazioni e costi, anche nella versione standard,” spiega Markus Schwabe, Product Line Manager Electrified Powertrain Systems. “Su questa base, possiamo implementare in modo ottimale ulteriori richieste dei singoli costruttori per veicoli elettrici di ogni segmento.” 

“Il grande interesse mostrato dai costruttori nei confronti dei nostri prodotti, sia nel settore delle autovetture sia in quello dei veicoli industriali, è confermato dall’elevato portafoglio ordini nel business delle alte tensioni. Con la prossima generazione di trazioni elettriche, continuiamo coerentemente nella nostra strategia volta allo sviluppo di una mobilità sostenibile ed efficiente per il futuro,” spiega Stephan von Schuckmann, ZF Board of Management member, responsabile della mobilità elettrica all’interno del Gruppo. 

Forza innovativa nel sistema così come nei componenti 

Con la nuova generazione di trazioni elettriche, ZF fornisce sistemi completamente integrati. Con il suo alto livello di competenza nelle interfacce e un know-how esclusivo nelle strategie legate alla trazione, gli ingegneri applicativi di ZF possono soddisfare pienamente le richieste di ogni cliente nel miglior modo possibile. Tuttavia, il Gruppo offrirà anche individualmente i componenti innovativi sui quali è basata la sua soluzione di sistema. “Grazie a sofisticate interfacce interne, il nuovo, ed estremamente compatto, design consente di apportare adattamenti al sistema o ai componenti con pochi sforzi. Inoltre, il design possiede un’elevata rigidità strutturale, che consente prestazioni superiori per quanto concerne il rumore,” spiega Otmar Scharrer, Head of Development for Electric Drive Technologies. 

La nuova generazione di trazioni elettriche di ZF sarà disponibile sul mercato come sistema completo nel 2025; ZF porterà prima in produzione di serie i componenti singoli. 

Le seguenti innovazioni a livello di componenti danno il loro contributo all’avanzato sistema nella sua globalità: 

Con la “tecnologia a pacchetti discreti”, l’elettronica di potenza gestisce l’equilibrio tra un elevato livello di uniformità del componente e un’alta adattabilità. La personalizzazione avviene a livello di chip: un inverter ZF strutturato in modo “discreto” è costituito da singoli interruttori di potenza a semiconduttore. Questa modularità offre una scalabilità maggiore di quella ottenibile con complessi moduli di potenza. Inoltre, la “tecnologia a pacchetti discreti” richiede meno componenti rispetto a quanto accade con i tradizionali moduli di potenza. “Con il nostro nuovo approccio all’elettronica di potenza, possiamo soddisfare diverse richieste di mercato e in modo più preciso,” spiega Scharrer. 

Con un motore elettrico nuovo e altamente integrato, ZF aumenta ancora la densità di potenza rispetto alla tecnologia attualmente disponibile sul mercato. Un nuovo concept legato al raffreddamento e una nuova tecnologia degli avvolgimenti giocano in questo contesto un ruolo chiave. Grazie al nuovo concept legato al raffreddamento, ZF permette che l’olio fluisca direttamente attorno alle barre di rame – proprio dove si genera maggior calore durante il funzionamento. Un raffreddamento così efficiente aumenta le prestazioni in modo significativo, a parità di peso e spazio d’installazione. La potenza continua del motore elettrico viene così aumentata fino all’85% della potenza di picco. Inoltre, si può rinunciare in larga misura all’utilizzo di pesanti terre rare, consentendo una produzione più sostenibile del motore elettrico. La tecnologia con avvolgimenti intrecciati proposta da ZF, ulteriore sviluppo dell’avvolgimento “a forcina”, consente di ridurre del 10% lo spazio di installazione. La testa dell’avvolgimento, da sola, è più piccola di circa il 50% rispetto all’approccio tradizionale. Ciò significa che viene lavorato circa il 10% in meno di materia prima. 

Con il suo nuovo riduttore coassiale, ZF trasferisce il suo impressionante know-how nei riduttori epicicloidali alla prossima generazione di trazioni elettriche. Due riduttori epicicloidali integrati non solo generano il rapporto al ponte desiderato, ma includono anche una funzione differenziale completamente integrata. Rispetto ai concetti comuni di compensazione, la nuova soluzione riduce il peso e lo spazio di installazione senza compromettere efficienza, rumore e vibrazioni. 

I convertitori DC-DC ad alta tensione giocano un ruolo fondamentale nelle trazioni elettriche che fanno uso di celle a combustibile. Essi compensano per la bassa tensione in uscita e le forti cadute di tensione in presenza di alti carichi che si manifestano nelle celle a combustibile. Il nuovo convertitore ad alta tensione della piattaforma ZF per l’elettronica di potenza, sviluppato per applicazioni autovettura, veicolo industriale e commerciale, ha un valore massimo del 99,6% in termini di efficienza.