La nueva unidad de propulsión eléctrica de 369 HP de ZF sigue el ejemplo de Lucid en el buen sentido

Así es como ZF podría ayudar a los principales fabricantes de automóviles a adoptar este tipo de tecnología a mediados de la década.

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El gran proveedor alemán de automóviles ZF ha presentado una nueva unidad de propulsión basada en imanes permanentes para vehículos eléctricos. Llamado EVSys800, el conjunto compacto de 163 libras consta de un único motor eléctrico de flujo radial combinado con engranajes reductores planetarios coaxiales y un diferencial compacto, muy similar a lo que el fabricante de automóviles estadounidense Lucid ha desarrollado y probablemente proporcionará a Aston Martin.

La nueva unidad motriz de ZF indica que, a pesar de ser últimamente un incinerador de efectivo, la tecnología central de Lucid está muy por delante de sus competidores. ZF no venderá esta última unidad motriz hasta 2026 y produce menos potencia máxima: solo 369 caballos de fuerza (275 kilovatios) en comparación con los 670 hp máximos de Lucid, a pesar de operar a un voltaje similar. La potencia continua del equipo también se cifra en sólo 276 CV. El proveedor alemán está probando actualmente esta unidad motriz en un Porsche Taycan, al que llama EVbeat.

ZF se ha quedado corto en términos de explicar su unidad motriz en comparación con Lucid, que ha publicado una serie de charlas tecnológicas detalladas para explicar a la gente cómo funciona su hardware en detalle. Dicho esto, ZF ha proporcionado información sobre el dispositivo y algunas imágenes.

La mayoría de las unidades de accionamiento eléctrico constan de un inversor/controlador, el motor en sí y un accionamiento reductor para convertir la salida del motor de alta velocidad y bajo par en una rotación de menor velocidad y mayor par adecuada para impulsar las ruedas de un automóvil. También se incluye un diferencial en las carcasas de un solo motor.

La gran mayoría de los fabricantes de automóviles tienen un motor eléctrico en su propio eje de rotación en comparación con la línea central del eje del automóvil. Esto permite un engranaje reductor simple conectado a un diferencial de aspecto más convencional, que impulsa las ruedas. Las unidades de propulsión Ultium de General Motors funcionan de esta manera. La unidad de ZF es similar a la de Lucid en el sentido de que un motor montado centralmente está en el mismo eje de rotación que los engranajes reductores, que son conjuntos planetarios. También se integra un diferencial a lo largo del mismo eje. Esto se traduce en un caso más pequeño y puede significar otras optimizaciones en términos de resistencia de los componentes.

En el caso de Lucid, coloca engranajes de araña diferenciales livianos dentro del propio rotor eléctrico, lo que significa que solo experimentan la fuerza de alta velocidad y bajo torque del motor. Esta salida luego se reduce a velocidades de rueda de alto par.

La unidad de ZF parece funcionar de forma un poco diferente. Parece como si el rotor del engranaje planetario fuera de doble cara, capaz de impulsar tanto los engranajes planetarios internos como un conjunto más pequeño de engranajes planetarios externos. Esto efectivamente los convierte en dos conjuntos planetarios. Es posible que al accionar un juego de estos engranajes, que probablemente se monten en sus propios soportes, se pueda lograr esa transmisión diferencial entre los dos lados de la unidad. La empresa alemana no entró en detalles sobre cómo funciona esto, y se limitó a afirmar que "estos juegos de engranajes no sólo generan la relación de eje deseada, sino que también asumen la función diferencial totalmente integrada". Una animación o algo así definitivamente ayudaría aquí.

Además de la mecánica, también resulta interesante la electrónica de potencia. Al igual que otros vehículos eléctricos nuevos, ZF apuesta por voltajes más altos para lograr una mayor eficiencia y un mayor potencial energético. El EVSys800 funciona a 800 voltios, como habrás adivinado, y utiliza MOSFET de carburo de silicio para traducir la energía CC de la batería en CA trifásica para el motor eléctrico. Los MOSFET de carburo de silicio ya son utilizados por empresas como Tesla y, sí, Lucid. Son capaces de operar a frecuencias de conmutación más rápidas a temperaturas más altas, lo que los hace ideales para aplicaciones de alta potencia como un automóvil. Otros fabricantes de automóviles utilizan MOSFET basados ​​en silicio, que están más disponibles pero que posiblemente no sean tan capaces en el contexto de la automoción.

El motor en sí también es similar a Lucid, con devanados distribuidos más gruesos que están "entretejidos" en el estator trifásico del motor eléctrico. Cuando se trata de devanados de estator, el compromiso entre el uso de cobre y la velocidad de fabricación significa que hay que ser creativo, y ZF lo ha hecho aquí. También afirma que el rotor "no necesita tierras raras pesadas", en referencia a los imanes permanentes incrustados en él. Esto reduce los costos y tiene el potencial de optimizar posibles problemas de suministro.

Junto con toda esta elegante tecnología, también se ofrece un sistema operativo integrado para todo un vehículo, al menos en lo que respecta a la eficiencia de la transmisión. Esta unidad integra el control de otros sistemas del vehículo como HVAC para optimizar el acondicionamiento del motor en aras de la eficiencia.

En conjunto, es una unidad motriz interesante que es muy probable que veamos en futuros vehículos eléctricos. Aún está por verse si los fabricantes de automóviles decidirán seguir adelante fabricando sus propias unidades motrices o comprarlas a empresas como ZF. Algunas personas con poca experiencia interna en vehículos eléctricos pueden optar por comprar un paquete completo a un proveedor. Otras empresas más grandes, como Ford, GM y Mercedes, probablemente optarán por construir las suyas propias o adquirir empresas que fabriquen cosas como motores e inversores.

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