ZF pretende simplificar los sistemas de transmisión con la plataforma SELECT

Con las innovaciones del eMobility Tech Day de Zweibrücken, ZF quiere ofrecer un amplio programa de productos para accionamientos electrificados con el fin de satisfacer los requisitos de un "mercado dinámico, volátil y tecnológicamente diferenciado", según anuncia el proveedor. Esto se debe a que el mercado de la e-movilidad sigue creciendo a nivel mundial. "El gran número de configuraciones de accionamiento necesarias supone un reto y los proveedores de sistemas para e-drives deben contar ahora con una cartera significativamente mayor que hace unos años. Al mismo tiempo, los clientes esperan tiempos de desarrollo más cortos, ciclos de innovación más rápidos, mejor integración y costes optimizados", escribió ZF.

Aquí es precisamente donde entra en juego el estreno más importante del Día Tecnológico de la eMovilidad, la plataforma de propulsión SELECT. Está diseñada para permitir soluciones de sistemas multivariantes e incluye los componentes necesarios, como motores eléctricos, inversores, convertidores, reductores y software. Con la modularización y la capacidad de combinar de forma flexible estos módulos según los requisitos del cliente, ZF pretende conseguir una amplia gama de productos y un alto ritmo de innovación.

Echemos un vistazo a los datos conocidos sobre la nueva plataforma de propulsión: la SELECT se basa en un sistema global de 800 voltios y debería poder cubrir propulsiones de automóviles con una potencia de entre 100 y 300 kW. El proveedor afirma que un propulsor eléctrico desarrollado sobre la base de la plataforma SELECT supera con creces a la tecnología de serie actual en términos de eficiencia, densidad de potencia y otros parámetros. El nuevo accionamiento ofrece 325 Nm más de par y 28 kW más de potencia, al tiempo que pesa 18 kilogramos menos, ocupa un 24% menos de espacio y reduce las pérdidas entre un cinco y un diez por ciento.

En concreto, la plataforma consta de varios módulos de componentes, como ZF denomina a los componentes individuales. 'em:SELECT' incluye todas las máquinas eléctricas, desde las PSM (máquinas síncronas de excitación permanente) y ASM (máquinas asíncronas) hasta la I2SM, una máquina síncrona de excitación separada desarrollada por ZF, que pretende alcanzar los datos de rendimiento de una PSM sin imanes permanentes con tierras raras. 'in:SELECT' comprende los inversores de 800 voltios, 'co:SELECT' los convertidores, una tecnología clave para la carga bidireccional. El sistema modular 'rd:SELECT' consta de reductores de ejes paralelos y coaxiales diseñados para los pares de los motores eléctricos. Y 'sw:SELECT' es la biblioteca de software.

Para ver un ejemplo de diversidad dentro de los kits de componentes, echemos un vistazo al 'em:SELECT'. Como ya se ha mencionado, son posibles diferentes conceptos como un PSM, un ASM y un I2SM. El PSM también puede pedirse con un rotor con venda de carbono (rotor con venda de carbono) o sin ella. Este concepto permite reducir la masa magnética, lo que disminuye el peso y la complejidad de un rotor PSM convencional sin comprometer la carga máxima ni la velocidad máxima. Y el sistema de producción del estator permite ensamblar rápidamente motores eléctricos con diferentes diámetros exteriores, longitudes activas y geometrías de cable en una solución personalizada. Con vías de decisión similares dentro de los otros kits de componentes, se puede crear una solución de accionamiento a medida.

ZF también llevó al Día de la Tecnología una transmisión desarrollada sobre la base de la SELECT. El accionamiento primario en diseño coaxial utiliza un PSM con 300 kW de potencia y 5.500 Nm de par en su núcleo. En comparación con la tecnología de serie actual, las pérdidas a 100 km/h deberían ser más de un 25% inferiores, según calcula el proveedor. Además, el accionamiento puede mantener un rendimiento continuo del 60%, lo que está "por encima del estándar actual de la industria". Además, el nuevo accionamiento también debería funcionar mejor en términos de espacio de instalación, peso y costes, aunque esto no se ha cuantificado.

ZF afirma que, además de las innovaciones a nivel de sistemas y componentes, también se ha prestado atención a la industrialización de los accionamientos. Se orientan hacia métodos de producción automatizados y conceptos de abastecimiento múltiple para poder reaccionar adecuadamente a la volatilidad de la demanda y escalar rápidamente. "No importa en qué parte del mundo conduzcan las personas o de qué fuentes de energía dispongan, ZF proporciona las soluciones adecuadas para garantizar una experiencia de conducción cómoda y relajada", afirma Mathias Miedreich, miembro del Consejo de Dirección de ZF y responsable de la División de Tecnologías de Transmisión Electrificadas.

Otmar Scharrer, jefe de desarrollo de la división de tecnologías de propulsión electrificada de ZF, añadió: "El ritmo de innovación en muchos componentes de e-drive es enorme. Nuestros clientes quieren disponer rápidamente de la última tecnología, y con un esfuerzo de integración limitado. Aquí es exactamente donde entramos nosotros con nuestra plataforma SELECT: el sistema global y los componentes están perfectamente adaptados entre sí y, al mismo tiempo, los componentes son intercambiables en función de las necesidades. Desarrollaremos futuras innovaciones para la producción en serie de forma que puedan integrarse fácilmente en la plataforma SELECT".

El sistema de gestión térmica TherMaS, que ZF ha perfeccionado considerablemente para los vehículos eléctricos, es nuevo y está diseñado para aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos hasta en un diez por ciento mediante una climatización económica. Utilizando propano como refrigerante, TherMaS está diseñado para proporcionar capacidades de refrigeración y calefacción de al menos 10 kW a temperaturas exteriores de -25°C a +35°C, según ZF. Y como sistema altamente integrado, la solución debería ser más pequeña y ligera que otras variantes comparables y, al igual que las transmisiones, también más eficiente y menos costosa.

"La batería de un coche eléctrico, en particular, es muy sensible en lo que se refiere a su temperatura ideal de funcionamiento. Se siente más cómoda entre los 15 y los 25°C", explica Scharrer. Por lo tanto, la temperatura ambiente influye mucho en la autonomía efectiva de un vehículo eléctrico. Esto se debe a que en días extremadamente fríos o extremadamente calurosos, el sistema de gestión térmica se ve sometido a una mayor tensión, lo que conlleva un mayor consumo de energía y puede reducir casi a la mitad la autonomía disponible: "Mejorar la gestión térmica es, por tanto, muy beneficioso tanto para el fabricante como para el conductor".

Además de los propulsores totalmente eléctricos, otra plataforma también ofrece soluciones de motor de combustión e híbridos para todas las clases de vehículos, como el 8HP evo, que se ha desarrollado aún más teniendo en cuenta la eficiencia, el rendimiento y la flexibilidad, es decir, la conocida transmisión automática de ocho velocidades para híbridos. "Las exigencias del mercado han cambiado drásticamente en muy poco tiempo. La hibridación ya se había dado por perdida, pero ahora ya no veo el final del camino", afirma el director general Miedreich. Los mercados de Europa, EE.UU. y China se han desarrollado de forma muy diferente y con una gran variedad de sistemas de propulsión electrificados: desde los híbridos completos y los híbridos enchufables hasta los coches eléctricos de batería y los extensores de autonomía en auge en China. "Este desarrollo es una oportunidad increíble para ZF", afirmó Miedreich.

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