ZF apresenta veículo conceito EVbeat com protótipo do novo 800

May 20, 2023

No Global Technology Day em Friedrichshafen, a ZF apresentou o veículo-conceito elétrico EVbeat, projetado para máxima compacidade, baixo peso e máxima eficiência em operação real. Neste veículo elétrico da ZF, os componentes de uma transmissão elétrica foram otimizados e combinados num sistema holístico. Estas incluem a transmissão leve e ultracompacta de 74 kg com uma densidade de binário de 70 N·m/kg, gestão térmica holística e software de transmissão em rede na nuvem.

Veículo conceito EVbeat

Em temperaturas frias próximas ao ponto de congelamento, o alcance na operação no mundo real aumenta em até um terço em comparação com a tecnologia atual.

O veículo-conceito ZF EVbeat é baseado em um Porsche Taycan e tem como referência a tecnologia líder de série da ZF e de outros players do mercado.

Unidade eletrônica EVSys800. O EVSys800 usado no conceito é um acionamento modular de 800 volts e consiste em eletrônica de potência SiC, motor elétrico e caixa de redução. Apesar do seu design extremamente compacto e leve, o EVbeat não economiza no desempenho. O veículo-conceito tem um torque máximo de 5.200 N·m disponível no eixo traseiro – e isso com uma densidade de torque excepcionalmente alta para carros de passageiros autorizados para uso rodoviário, com 70 N·m por quilograma. A potência contínua e de pico do motor elétrico é de 206 e 275 quilowatts, respectivamente – a ZF atinge assim uma potência contínua de cerca de 75% da potência de pico.

EVSys800

Estator do E-Motor com novo enrolamento trançado.

Com um peso total de 74 quilogramas, o EVSys800, normalizado para a mesma potência do mais recente drive da série ZF de 800 volts, é cerca de 40 quilogramas ou 30% mais leve e, portanto, contribui significativamente para a redução de peso do veículo-conceito.

Essencial para isso é o motor elétrico com um novo conceito de refrigeração e uma nova tecnologia de enrolamento. Para o resfriamento, a ZF permite que o óleo flua diretamente ao redor das hastes de cobre, exatamente no ponto onde a maior parte do calor é gerada durante a operação. Esse resfriamento altamente eficiente aumenta significativamente o desempenho com o mesmo peso e espaço de instalação.

Além disso, o uso de terras raras pesadas pode ser dispensado e o motor elétrico pode ser produzido de forma mais sustentável. A tecnologia 'Braided Winding' desenvolvida e patenteada pela ZF é um desenvolvimento adicional do enrolamento ondulado e permite um total de 10% menos espaço de instalação. A cabeça de enrolamento por si só é até 50% menor do que nas abordagens convencionais. Isso economiza cerca de 10% de cobre.

O inversor do acionamento elétrico foi fundamentalmente redesenhado e todos os componentes essenciais foram fundamentalmente revisados. Melhorias significativas foram alcançadas em cada uma das áreas de compatibilidade eletromagnética, módulos de potência e capacitores em termos de espaço de instalação, peso e sustentabilidade.

Inversor com tecnologia SIC

Uma nova caixa de redução coaxial transmite as forças de acionamento do motor elétrico através de dois conjuntos de engrenagens planetárias. Eles não apenas geram a relação de transmissão final desejada, mas também executam a função diferencial totalmente integrada.

Engrenagem de redução coaxial

Em comparação com conceitos offset convencionais, nos quais os eixos de entrada e saída não estão no mesmo eixo, a solução coaxial reduz os requisitos de peso e espaço de instalação sem comprometer a eficiência, o ruído e a vibração. Em combinação com a tecnologia Braided Winding, este acionamento pode ser significativamente mais curto, permitindo a instalação em praticamente qualquer espaço de instalação do veículo.

Gerenciamento termal. O controlo da temperatura de um veículo pode ser responsável por uma proporção significativa das suas necessidades energéticas no inverno, que podem variar entre três e seis quilowatts, especialmente durante o aquecimento. O frescor agradável no verão e o calor no inverno são fatores importantes de conforto para os ocupantes. A temperatura correta também é um fator essencial para o desempenho do motor elétrico, da eletrônica de potência e da bateria.

TherMaS

O primeiro sistema central de gerenciamento térmico (TherMaS) desenvolvido pela ZF para veículos elétricos está integrado ao veículo-conceito EVbeat. TherMaS utiliza uma unidade central e software inteligente para controlar todos os processos térmicos do sistema de transmissão e do habitáculo. O novo design reduz significativamente os requisitos de espaço e peso em comparação com abordagens anteriores para refrigeração e aquecimento de carros elétricos. Uma bomba de calor de 800 volts à base de propano também requer significativamente menos energia. Por ser compacto e de design simples, pode ser facilmente integrado em veículos.