Oś elektryczna: nowy układ napędowy

Oś elektryczna: nowy układ napędowy

◄►

Zasada jest tak prosta, jak genialna: silnik elektryczny, skrzynia biegów, elektronika mocy i mechanizm różnicowy są połączone w jeden pakiet i można go zamontować w każdym pojeździe, od małych samochodów po duże SUV-y, zamiast na przedniej lub tylnej osi. Pojazdy z napędem na wszystkie koła są po prostu wyposażone w dwie osie elektryczne, a nowa koncepcja napędu jest również imponująco prostym rozwiązaniem w przypadku pojazdów hybrydowych i ogniw paliwowych. Nic dziwnego, że wszyscy główni dostawcy motoryzacji, których podstawową kompetencją był wcześniej rozwój komponentów do silnika spalinowego, ciężko pracują nad rozwojem osi elektrycznych. Oczekuje się, że w wyścigu weźmie udział firma ZF Friedrichshafen AG, która ogłosiła, że ​​już w 2018 roku rozpocznie masową produkcję swojego kompaktowego elektrycznego modułu napędowego u europejskiego producenta samochodów. Rok później firmy Bosch i Continental wprowadziły na rynek gotowe do produkcji seryjnej osie elektryczne, a Schaeffl poinformował również, że oś elektryczna wkrótce zostanie wprowadzona do produkcji seryjnej.

„E-oś to napęd rozruchowy samochodów elektrycznych”.ROLF BULANDER, DYREKTOR ZARZĄDZAJĄCY BOSCH

NADZIEJA NA MILIARDOWĄ SPRZEDAŻ

„Z ekonomicznego punktu widzenia oś elektryczna może być dla firmy Bosch dużym sukcesem, ponieważ Bosch wprowadza do napędu zasadę „wszystko w jednym”” – mówi Rolf Bulander, dyrektor zarządzający Robert Bosch GmbH i prezes działu rozwiązań mobilnych. Bosch ma nadzieję wygenerować miliardową sprzedaż wyłącznie na tym komponencie. „E-oś jest napędem rozruchowym samochodów elektrycznych – nawet dla uznanych producentów samochodów. Dzięki temu oszczędzają kosztowny czas projektowania i mogą znacznie szybciej wprowadzać pojazdy elektryczne na rynek” – mówi Bulander. Moc napędu można skalować w zakresie od 50 do 300 kilowatów, a moment obrotowy od 1000 do 6000 niutonometrów. Oś elektryczna o mocy 150 kilowatów waży zaledwie około 90 kilogramów, czyli znacznie mniej niż elementy konwencjonalnego napędu elektrycznego. Dostawca Continental buduje swój nowy, wysoce zintegrowany elektryczny moduł napędowy, aby zapewnić jeszcze większą redukcję masy. Przy mocy 150 kilowatów waży zaledwie 75 kilogramów – łącznie z silnikiem elektrycznym, elektroniką mocy i skrzynią biegów. Continental oferuje producentom samochodów całkowicie elektryczny napęd osi w klasach mocy do 320 kilowatów i, w zależności od przełożenia, z wyjściowym momentem obrotowym do 6400 Nm. Wprowadzenie na rynek w Chinach zaplanowano na rok 2019.

„Branża motoryzacyjna jest na drodze do mobilności o zerowej emisji”.PETER GUTZMER, ZARZĄD SCHAEFFLER TECHNOLOGY

ZASADA MODUŁOWA

Dostawca Schaeffl zaprezentował na targach IAA najnowszą generację e-osi. W swojej najprostszej formie modułowe rozwiązanie dla pojazdów hybrydowych i samochodów wyłącznie elektrycznych oferuje jednobiegowe tłumaczenie w konstrukcji współosiowej lub osiowo równoległej. Dzięki planetarnej konstrukcji mechanizmu różnicowego przekładnia jest wyjątkowo kompaktowa i oferuje dużo miejsca dla maszyny elektrycznej, która może być zaprojektowana jako PSM (maszyna synchroniczna z trwałym wzbudzeniem) lub ASM (maszyna asynchroniczna) z elektroniką mocy lub bez. Podstawową konfigurację można rozszerzyć o dodatkowe elementy funkcjonalne, takie jak blokada parkingowa. Drugi bieg jest szczególnie niezbędny w pojazdach hybrydowych typu plug-in, gdzie wymagana jest dynamiczna, czysto elektryczna praca do 120 km/h, a jednocześnie wysoka prędkość maksymalna. W dwubiegowej osi opracowanej przez firmę Schaeffl dynamiką poprzeczną steruje mały silnik elektryczny ze skrzynią biegów. „Nikt nie jest obecnie w stanie powiedzieć, jak szybko pojazdy całkowicie elektryczne zadomowią się na rynku” – powiedział na targach IAA Peter Gutzmer, dyrektor ds. technologii Schaeffl. Mimo to jest przekonany: „Cała branża motoryzacyjna zmierza do mobilności zeroemisyjnej, a my chcemy wspierać ten trend technologiami, które są gotowe do produkcji seryjnej”.

ZINTEGROWANE SYSTEMY

Dostawca ZF od długiego czasu produkuje wielkogabarytowe silniki elektryczne, napędy osi i elektroniczne sterowniki dla producentów samochodów. W 2018 roku firma rozpoczęła seryjną produkcję swojej pierwszej e-osi dla europejskiego producenta. „Wydajny i kompaktowy układ napędowy firmy ZF pokazuje, że integracja systemu przekładni, silnika elektrycznego i elektroniki mocy to kluczowa kompetencja, którą możemy zaoferować naszym klientom z jednego źródła” – mówi Jörg Grotendorst, szef nowego działu E-Mobility w ZF. Modułowe podejście do elektrycznych napędów osi obejmuje wymagania różnych klientów i modeli o różnych klasach wydajności i długościach – od samochodów kompaktowych po lekkie pojazdy użytkowe. Elektryczna maszyna asynchroniczna (ASM), dwustopniowa jednobiegowa skrzynia biegów, mechanizm różnicowy, obudowa i chłodnica, a także elektronika mocy i oprogramowanie są zintegrowane z osią ZF-E. Silnik i przekładnia mają wspólną obudowę, co ułatwia produkcję i montaż końcowy. System zapewnia moc do 150 kW i maksymalny moment obrotowy na oś wynoszący 3500 Nm. Kompaktowy układ napędowy ma wymiary 45 × 38 × 51 cm i waży 113 kilogramów. Zintegrowany układ chłodzenia reguluje optymalną temperaturę pracy silnika elektrycznego i elektroniki.

„Oferujemy naszym klientom kompaktowe rozwiązanie napędowe.”JÖRG GRODENDORST KIEROWNIK DZIAŁU E-MOBILNOŚĆ ZF