Novo motor elétrico ZF de 30.000 rpm

A ZF desenvolveu um novo sistema de propulsão elétrica capaz de atingir as 30.000 rpm, um regime substancialmente superior ao utilizado nas máquinas convencionais para automóveis elétricos (BEV). Denominado High Revolution Drive, o conjunto destina-se à grande produção e deverá começar a ser fabricado em série até 2030. Esta unidade utiliza metade da massa de ímanes, mantém elevados níveis de eficiência e é compatível com arquiteturas de 400 e 800 V.

Derivado da plataforma modular SELECT da ZF, o novo sistema é quase 25% mais compacto e mais leve do que uma máquina equivalente da geração anterior, que funciona apenas até às 18.000 rpm. A massa de ímanes necessária foi reduzida em 50%, o que reduz os custos de produção e a dependência de matérias-primas críticas.

O princípio de funcionamento assenta na relação entre potência, binário e velocidade de rotação. Para uma determinada potência, o aumento do regime de funcionamento permite reduzir o binário que o motor necessita de produzir. Como este está diretamente relacionado com as dimensões do rotor, torna-se possível utilizar uma máquina mais pequena e leve.

Para transformar a elevada velocidade de rotação em força de tração, a ZF desenvolveu uma transmissão com duas etapas de redução e uma relação final de aproximadamente 18:1. Na configuração apresentada, com uma potência máxima de 200 kW (272 cv), o conjunto consegue disponibilizar até 3500 Nm de binário nas rodas.

Um dos desafios colocados pelas velocidades de rotação mais elevadas consiste no controlo do ruído e das vibrações. Para o resolver, a ZF desenvolveu o motor elétrico, a transmissão, os rolamentos e a geometria dos dentes das engrenagens como um sistema integrado. Segundo Thomas Meiser, responsável pela divisão E-Mobility da empresa alemã, a robustez e os baixos níveis de ruído e vibração constituíram prioridades desde o início do processo de desenvolvimento. O mesmo responsável considera que, para esta configuração, as 30.000 rpm representam o melhor compromisso entre desempenho técnico e viabilidade económica.

Apesar do aumento do regime de funcionamento e da elevada relação de redução, o High Revolution Drive apresenta, segundo a ZF, um rendimento próximo dos 93%, equivalente ao da unidade SELECT utilizada como referência.

A redução do peso poderá contribuir para melhorar a autonomia dos BEV

A redução do peso poderá contribuir para melhorar a autonomia dos BEV, enquanto a utilização de componentes e tecnologias já existentes na plataforma SELECT limita os custos de desenvolvimento e facilita a integração em diferentes modelos.

A ZF pretende aplicar esta tecnologia em automóveis com potências de 150 a 200 kW (204 a 272 cv). O sistema é compatível com arquiteturas elétricas de 400 e 800 V, proporcionando, por isso, maior flexibilidade aos construtores. A empresa alemã está já em conversações com diversos fabricantes para a utilização do High Revolution Drive em futuros BEV.