E-Fahrzeuge sind heute schon fester Bestandteil unserer Mobilität. Sie erobern die Straßen auf allen Kontinenten – auch deshalb, weil es attraktive Fahrzeugmodelle für jeden Bedarf gibt, vom dynamischen High-Performance-Car bis zum familientauglichen Van.
Das erfreulich breite Angebot bedeutet auch: Der elektrische Antrieb, das Herz der E-Fahrzeuge, muss ebenso vielseitig sein. Je nachdem, ob Antrittsstärke, Dauerleistung oder möglichst nachhaltige Produktion im Mittelpunkt stehen, kommen andere Technologien zum Einsatz. Doch Aufwand und Kosten für diese Individualisierung dürfen nicht ausufern. Und schließlich: Batteriekapazität ist noch immer teuer. Ihr Energiegehalt muss für eine gute Reichweite möglichst effizient dosiert werden. Für all das braucht es Systemkompetenz für den E-Antrieb – und darum hat ZF die eDrive-Plattform SELECT entwickelt.
SELECT ist ein Gesamtsystem, das sich aus unterschiedlichen Modulbausteinen zusammensetzt. Der Vorzug: Alles ist perfekt kombinierbar und wirkt, ganz gleich in welcher Zusammensetzung, wie aus einem Guss. Die dazu notwendigen Modulbausteine – E-Maschinen, Leistungselektronik, Reduziergetriebe und Software – hat ZF für die SELECT-Plattform teils von Grund auf neu entwickelt. Die Nachfrage nach E-Fahrzeugen bleibt volatil, daher hat ZF für die SELECT-Plattform auch Produktionsverfahren entwickelt, die sich gut skalieren lassen und wirtschaftlich höchst attraktiv sind.
Dank dieses perfekten Zusammenspiels entstehen hocheffiziente E-Antriebe mit Wirkungsgraden von über 96 Prozent . Ihre Grundlage ist die Erfahrung von ZF: Know-how aus Jahrzehnten der Entwicklung und Produktion elektrischer Antriebe und die Erfahrung von weit über fünf Millionen verbauten ZF-Elektromotoren in Fahrzeugen rund um den Globus werden zum direkten Wettbewerbsvorteil für unsere Kunden. Know-how, das innerhalb des Konzerns auch für viele andere E-Anwendungen genutzt wird – von Bussen und Lkw bis zur Bau- und Landmaschine.
Konverter
Nur wenige Anbieter können wie ZF hochintegrierte E-Antriebe aus einer Hand anbieten – inklusive wesentlicher Komponenten wie E-Maschine, Inverter, Getriebe und Software. Dank der Plattform SELECT werden diese Systemlösungen noch leistungsfähiger und flexibler.
Automatisierte Produktion
Die eDrive-Plattform SELECT ist ein perfektes Zusammenspiel unserer Systemkompetenz und der fünf technologischen „Building Blocks“, auf denen die Plattform basiert. ZF durchbricht dabei den klassischen Ansatz, der bei den Komponenten beginnt, aus ihnen ein möglichst harmonisches System aufzubauen. Mit SELECT haben wir zuerst das System mit all seinen Anforderungen definiert und die benötigten Komponenten – o.g. „Building Blocks“ – neu entwickelt oder angepasst. So entstand eine technologisch höchst flexible und auch im Hinblick auf Entwicklung und Produktion maximal effiziente Plattform für E-Antriebe mit optimierten Komponenten.
em:SELECT ist ein Baukastensystem für ZF-Elektromotoren. Es basiert auf einem skalierbaren Design für den Stator, ergänzt durch ASM-, PSM- oder SESM-Designs für den Rotor – je nach Anwendung und Einsatzbereich. Die Leistungsklassen reichen von 75 bis 550 kW für Architekturen mit 400 und 800 Volt. Elektromotoren von ZF setzen In puncto Performance, Effizienz und Nachhaltigkeit Maßstäbe.
in:SELECT fasst die Produktlösungen zusammen: 400- und 800-Volt-Wechselrichter und Halbleiter in Silizium (Si)- und Siliziumkarbid (SiC)-Ausführung, Insulated-Gate Bipolar Transistors (IGBTs) und Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors (MOSFETs). Mit unserer Erfahrung und Expertise können wir schnell und flexibel reagieren und die jeweils effizienteste Lösung für alle Kundenanforderungen anbieten.
Mit rd:SELECT bietet ZF einen wesentlichen Baustein für mehr Effizienz des gesamten E-Antriebs. Hier wird besonders deutlich, wie Gesamtsystem und alle Komponenten perfekt miteinander harmonieren müssen, etwa um das Getriebe-Übersetzungsverhältnis an die Parameter von E-Maschine und Wechselrichter anzupassen.
Reduziergetriebe achsparallel
Reduziergetriebe koaxial
Software ist der Schlüssel für elektrische Antriebe, sowohl in Bezug auf ihre Funktionalität als auch die Umsetzung. Mit dem Building Block sw:SELECT hat ZF seine Software für den elektrischen Antriebsstrang modular aufgebaut, um Kunden flexibel, schnell und kostengünstig bedienen zu können. Dank unserer OPP-Algorithmen (Optimized Pulse Patterns) ist ZF-Steuerungssoftware auch ein Schlüsselfaktor für effizienten Energieeinsatz.
Mit co:SELECT hat ZF sein Angebot an Konverter-Technologie modular aufgebaut. Grundfunktionen einer 800-Volt-Architektur können so je nach Bedarf erweitert und skaliert werden – durch den Einsatz vorab standardisierter Hard- und Software.
Dabei steigt auch der Integrationsgrad in Richtung einer X-in-1-Lösung.
Fahrzeughersteller haben unterschiedliche Vorstellungen vom E-Antriebssystem, je nachdem, ob sie ein BEV als Sportwagen, als Limousine, als SUV oder als kleines, wirtschaftliches Auto konzipieren. Mit den unterschiedlichen Anforderungen wächst auch die Anzahl der insgesamt benötigten E-Antriebssysteme.
Unser Plattformansatz, die ZF eDrive-Plattform SELECT, bietet genau diese Flexibilität beim E-Antrieb - ohne jedoch Komplexität, Aufwand und letztlich Entwicklungszeit und Kosten ausufern zu lassen. Wie das funktioniert, erklärt Dr. Fabio Dohr in diesem Beitrag.
