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24.06.2017

 

 

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Elektroantrieb für Pkw

Das E-Antriebsmodul von ZF in der Praxiserprobung: Emissionsfreie, effiziente Fahrdynamik dank hoher Leistungsdichte.

Die Bundesregierung bekräftigte unlängst auf der Internationalen Konferenz „Elektromobilität bewegt weltweit“ in Berlin ihr Engagement für die Elektromobilität. Bis 2020 sollen in Deutschland nach wie vor eine Million Elektrofahrzeuge auf den Straßen rollen.

Auch für Matthias Wissmann, Präsident des Verbandes der Automobilindustrie (VDA), ist das elektrische Fahren Realität. Bis Ende 2014 offerieren die deutschen Hersteller mindestens 16 elektrifizierte Serien-Modelle. In den kommenden drei bis vier Jahren investierten die Unternehmen rund zwölf Milliarden Euro in die Entwicklung alternativer Antriebe.

ZF: Schaulaufen auf der IAA


Auf der weltgrößten Messe der Automobilität ist die Elektromobilität ein Schwerpunktthema. Auf der 65. Internationen Automobil-Ausstellung (IAA) in Frankfurt/Main (12. bis 22. September 2013) offerieren Hersteller und Zulieferer rund um den Globus ihre Neuigkeiten auf diesem Feld. Zu den innovativen Unternehmen gehört die ZF Friedrichshafen AG vom Bodensee. Der drittgrößte deutsche Automobilzulieferer mit einem Jahresumsatz von fast 17,4 Milliarden Euro nutzt seine Kompetenz bei der Elektrifizierung des Antriebsstrangs und entwickelte einen Elektroantrieb für kleine und mittlere Pkw.

Dieser ist auf künftige Anforderungen im urbanen Verkehr zugeschnitten – das zentral auf der Achse positionierte Antriebsmodul bietet 90 kW mechanische Leistung und hohe Drehmomente schon bei niedrigen Drehzahlen. Damit entfaltet es das Beschleunigungspotenzial stark motorisierter Verbrennungsmotoren.

Nur 60 Kilometer täglich

Der Technologiekonzern verbaut elektrische Maschinen bereits in aktuellen Serien-Hybridfahrzeugen, wo sie zur CO2-Einsparung und Luftreinhaltung in Großstädten beitragen. Diese Erfahrung bei der Elektrifizierung des Antriebsstrangs nutzt ZF nun beim elektrischen Achsantrieb. Er dient als komplette Antriebslösung für elektrisch angetriebene Pkw bis zur Kompaktklasse: „Mit diesem Konzept belegen wir unsere Kompetenz auch für rein elektrisch betriebene Fahrzeuge“, sagt Michael Hankel gegenüber „genussmaenner.de“ Das Mitglied des ZF-Vorstands und Chef der Divisionen Pkw-Antriebstechnik und Pkw-Fahrwerktechnik verweist darauf, das in Deutschland um die 90 Prozent der gefahrenen Tagesstrecken unter 60 Kilometern liegt. Also, eine Distanz, die sich schon heute gut mit reinen E-Autos bewältigen lässt.

In neun sec. auf 100 km/h

Das ZF-System besteht aus dem Elektromotor, der als Asynchronmaschine keine Seltenen Erden wie Neodym oder Dysprosium benötigt. Hinzu kommen eine kompakte, eingängige Übersetzungseinheit sowie die Leistungselektronik und die Steuersoftware. Dank des zweistufigen Getriebes und des innovativen Hochdrehzahlkonzepts – die für den Alltagseinsatz wirkungsgradoptimierte E-Maschine erreicht 21.000 Umdrehungen pro Minute – lassen sich hohe Leistungen mit reduziertem Materialeinsatz realisieren. Der kompakt gebaute Antrieb entfaltet schon beim Anfahren ein Drehmoment von 1.700 Newtonmeter an der Fahrzeugachse. Damit erfolgt die Beschleunigung von 0 auf 100 km/h in neun Sekunden. Im Maximum stehen 90 kW an der Achse zur Verfügung.

Verlustfreie Umwandlung

Mit dem elektrischen Achsantrieb löst ZF auch ein Problem, das viele rein elektrisch betriebene Fahrzeuge haben. Denn beim Zusammenspiel zwischen elektrischer Maschine und Wechselrichter kommt es in bestimmten Fahrzyklen zu Verlusten. Diese kann ZF durch eine ganzheitliche Optimierung des elektrischen Systems minimieren und gewinnt damit bis zu sechs Prozent Reichweite. Der elektrische Achsantrieb, der mit 45 Kilogramm Maßstäbe hinsichtlich der Leistungsdichte setzt, ist aktuell ein Entwicklungsprojekt, das ZF weiter zur Serienreife entwickeln wird.

In Zukunft noch stärker

Auch weitere Ausbaustufen des elektrischen Achsantriebs sind bereits geplant: Das Leistungsniveau soll künftig auf mehr als 120 Kilowatt und mindestens 2.000 Newtonmeter Achsdrehmoment steigen. Zugleich arbeitet ZF an einem Baukastensystem mit verschiedenen Leistungsklassen, um die Anforderungen unterschiedlicher Kunden und Modelle optimal abdecken zu können. In den leistungsgesteigerten Varianten bleibt das ZF-System keinesfalls nur mehr Klein- und Kompaktwagen vorbehalten: In Form eines Achshybridmoduls empfiehlt sich die E-Antriebsinnovation auch für Frontantriebs-Fahrzeuge bis hin zur oberen Mittelklasse.

Text: Erwin Halentz
Foto: ZF AG

 


Veröffentlicht am: 08.07.2013

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