Ассортимент продукции ZF включает все компоненты экономично электрифицированной трансмиссии, в том числе блоки управления и силовую электронику, ‒ от отдельных гибридных модулей до целых систем подключаемых гибридов и полностью электрических концепций. Говоря о последних, стоит выделить модуль привода, расположенный по центру моста и развивающий мощность до 120 кВт, а также концепцию eTB (electric Twist Beam), предполагающую интеграцию двух расположенных на колесах электродвигателей в полунезависимую заднюю подвеску.

Быстрое и широкое распространение электромобилей на мировом рынке будет возможным лишь тогда, когда они станут по крайней мере столь же доступными по цене, экономичными, мощными, комфортными и применимыми для дальних поездок, что и их конкуренты с ДВС или гибридной техникой. Для того чтобы ускорить данный процесс, ZF разработал сразу две перспективных концепции.

Одна из них представляет собой модуль привода, расположенный по центру моста, с асинхронным электродвигателем, имеющим высокую частоту вращения. Электродвигатель, односкоростной преобразователь частоты вращения вместе с дифференциалом, картером, радиатором, а также силовой электроникой и программным обеспечением объединены в один комбинированный компактный узел. Благодаря такой конструкции весь модуль привода весит всего 73 килограмма. Высокая частота вращения, достигающая 21 000 оборотов в минуту, позволяет развивать мощность до 115 кВт. Впечатляющий крутящий момент электромашины, составляющий 2500 Н·м, обеспечивает максимальный крутящий момент двигателя в 200 Н·м уже при трогании с места. Проблему повышенного шумообразования, обусловленную высокой частотой вращения, ZF решает за счет специальной конструкции односкоростного преобразователя: его двухступенчатая передача крайне эффективно изолирует все возникающие вибрации.

В настоящее время концерн разрабатывает серийную модульную версию данной системы привода для различных классов транспортных средств. Возможности новинки демонстрирует исполнение, имеющее более низкую мощность (90 кВт): прототип малогабаритного автомобиля, оснащенный данной системой, всего за девять секунд ускоряется с нуля до 100 км/ч, причем без вредных выбросов и практически бесшумно.

Не менее привлекательной альтернативой, в особенности для микрокаров и малогабаритных автомобилей, является концепция electric Twist Beam (eTB). В настоящее время ZF готов представить ее оптимизированный прототип. eTB ‒ это полунезависимая задняя подвеска, оснащенная компактными узлами привода (электродвигатель в комбинации с коробкой передач в легком алюминиевом картере) на левом и правом колесах. Мощность каждой из электромашин составляет 40 кВт. Другим существенным преимуществом данной концепции является тот факт, что крутящий момент распределяется непосредственно через оба электродвигателя отдельно на каждое колесо, – как это предполагает так называемый принцип "torque vectoring", или система распределения крутящего момента. Кроме того, подобная конструкция позволяет экономить столь ценное монтажное пространство. Так, по сравнению со стандартными системами, становятся излишними такие элементы, как подрамник и различные компоненты моста, что дает автопроизводителям дополнительную конструкторскую свободу в центральной части транспортного средства.

Бескомпромиссный шаг: коробка передач с подключаемым гибридом от ZF

Коробка передач с подключаемым гибридом от ZF решает главную задачу ‒ уже сейчас обеспечить движение на чистом электричестве без вредных выбросов и ограничений по общему запасу хода для серийных автомобилей. В основу новинки легла разработанная по передовым технологиям 8-ступенчатая автоматическая КПП 8HP, в картер которой вместо гидротрансформатора крутящего момента интегрирована электрическая машина (притом практически без компромиссов в отношении монтажного пространства) с максимальной мощностью до 90 кВт и эксплуатационной мощностью 45 кВт. Результирующей дополнительной мощности оказывается достаточно для того, чтобы на чисто электрической тяге развивать скорости до 120 км/ч – двигатель внутреннего сгорания подключается лишь при более высоком ускорении. Благодаря приводу ZF запас хода автомобилей с подключаемым гибридом существенно увеличивается и может достигать 50 км в зависимости от используемой системы батарей.

Максимально эффективное использование имеющейся приводной мощности возможно только тогда, когда аппаратную часть дополняет точно подобранная силовая электроника, ‒ данное правило распространяется и на гибриды. Не случайно ZF последовательно придерживается системного подхода и самостоятельно разрабатывает программное обеспечение для управления гибридом, в том числе блоки управления и силовую электронику.

Полная конструкторская свобода – модульный гибрид ZF

Для автопроизводителей, которым требуются не комплектные системы, а лишь отдельные модули или компоненты, ZF предлагает оптимальное решение: благодаря модульной конструкции гибрида при наличии подходящей базовой коробки передач возможно реализовать практически любой индивидуальный вариант. Таким образом, для исполнений с мягким, полным и подключаемым гибридами, ключевыми элементами которых является электрическая машина, требуются практически одни и те же детали, что дает эффект синергии. В настоящее время гибридная техника ZF уже успела зарекомендовать себя в многочисленных серийных транспортных средствах.

На иллюстрациях:

1.) Испытание опытного образца электропривода ZF: высокие экологические показатели и динамичная езда вследствие увеличения удельной мощности и малого веса.
2.) Модуль привода, расположенный по центру моста, имеет механическую мощность 90 кВт и обеспечивает высокий крутящий момент даже при низких оборотах.
3.) eTB (electric Twist Beam): система полунезависимой задней подвески с электроприводом является специальной разработкой ZF для малогабаритных автомобилей и микрокаров.
4.) 8-ступенчатая коробка передач с подключаемым гибридом от ZF: все составляющие ‒ от электродвигателя, сцеплений и гасителя крутильных колебаний до гидравлики ‒ компактно и эффективно интегрированы в систему трансмиссии.
5.) Компактная силовая электроника регулирует поток энергии в электроприводе гибридной системы и бортовой сети.
6.) Гибридный модуль от ZF объединяет в себе электродвигатель, сцепление, обеспечивающее мгновенный запуск, амортизационную систему и привод. Полностью гибридный модуль обеспечивает автономный электрический
ход.

Иллюстрации: ZF