Eixo de tração elétrica da ZF entra em produção em 2018

Eixo de tração elétrica da ZF entra em produção em 2018

 
A ZF anunciou que o seu novo sistema de tração elétrica, com design modular, entrará em produção seriada para um fabricante de veículo europeu a partir de 2018. O sistema, que fica posicionado no centro do eixo, é considerado o coração da tração, e pode ser aplicado em várias categorias de veículos.  Conta ainda com um motor elétrico assíncrono (ASM), com até 150 kW, que estabelece novos padrões em termos de relação peso/potência.
Um motor elétrico, uma transmissão velocidade única de dois estágios com diferencial, assim como o módulo eletrônico de potência formam uma unidade altamente integrada e extremamente compacta. A tecnologia aplica-se a uma tração totalmente elétrica para veículos movidos a bateria, célula de combustível ou elétrico-híbridos e é adequado para aplicações em eixo dianteiro e traseiro. A produção será realizada em Schweinfurt, na sede da nova Divisão E-Mobility da ZF, onde já está em construção a nova linha de produção.
 
 
Abordagem modular
A nova abordagem da ZF para eixo de tração elétrica cobre uma série de categorias de desempenho e faixas de instalação e pode, atender a várias solicitações de clientes e segmentos de veículos – desde automóveis compactos até veículos comerciais leves. Os sistemas de tração podem ser aplicados em veículos elétrico-híbridos, de célula de combustível ou movidos à bateria.

 
Sistema de tração altamente integrado
A ZF integrou em um único módulo de tração elétrica paralela um motor elétrico assíncrono (ASM), uma transmissão de velocidade única de dois estágios com um diferencial, um cárter e o sistema de resfriamento, assim como o módulo eletrônico de potência, incluindo o software. O motor e a transmissão compartilham a mesma carcaça, simplificando a produção e a montagem final. O sistema gera até 150 kW, e o impressionante torque máximo do motor de 380 Nm é convertido em um torque de eixo de 3.500 Nm. Além do ASM integrado, o compacto sistema de tração possui peso relativamente leve de 13kg. A unidade inteira mede cerca de 450 mm de comprimento, 380 mm de largura e uma altura de 510 mm. O design compacto normalmente utiliza menos materiais e requer menor espaço de instalação. Isto facilita que os fabricantes de veículos integrem o sistema em diferentes arquiteturas veiculares.
Diferente do mecanismo sincrônico de campo permanente (PSM), o ASM não requer nenhum material magnético e tão pouco matéria prima específica como, por exemplo, neodímio ou disprósio. A disponibilidade e preço de tais matérias primas variam amplamente em todo o mundo – o que poderia acarretar em dificuldade de acesso aos materiais e o risco de alto custo para fabricantes de automóveis e fornecedores. O ASM também possui somente um conceito simples para detectar a velocidade, que oferece vantagens em termos de segurança e redução de perda de arraste elétrico.  Além disso, o ASM permite uma faixa mais ampla entre o desempenho constante e de pico, portanto responde particularmente bem aos requisitos de alto desempenho de curto prazo.
 

 
As velocidades em torno de 13.000 rpm colocam grandes exigências na transmissão em relação à emissão de ruído. A ZF optou por uma relação de transmissão de velocidade única axial paralela de 9.6:1 que reduz o nível de velocidade em dois estágios subsequentes da engrenagem. A engrenagem otimizada e a montagem de baixa perda das peças giratórias permite não só a redução de ruído, mas também eficiência muito alta dentro de uma ampla gama de operação. O design inovador é desenvolvido por um conceito de resfriamento integral, que inclui o módulo  eletrônico de potência e o motor elétrico, e também resfria o rotor do motor elétrico. Isto resulta em ótimas características acústicas e dinâmicas da tração elétrica no veículo.
 

 
Conversão com baixa perda
Ao integrar o módulo eletrônico de potência com a tração elétrica, a ZF foi resolveu um problema que ocorre em muitos veículos totalmente elétricos relacionado à interação entre o motor elétrico e o módulo eletrônico de potência. A eletrônica de potência converte a corrente contínua da bateria em uma corrente alternada trifásica requerida pelo motor elétrico. Como parte desse processo, perdas notáveis ocorrem em certos ciclos de acionamento. Essas perdas são reduzidas com o sistema de eixo de tração elétrica da ZF, já que a tensão de atuação é aumentada com a ajuda de processos de modulação especiais, ou seja, a corrente de motor pode ser reduzida enquanto que o desempenho permanece imutável. Com ciclos de acionamento normal, este processo aumenta o alcance de forma significativa.