ZF eMobility Tech Day 2025 Technologische Vielfalt für nachhaltige Mobilität

Im Vorfeld der IAA Mobility gab Automobilzulieferer ZF auf seinem eMobility Tech Day Anfang Juni detaillierte Einblicke, wie das Unternehmen den Markt für Elektromobilität mitgestalten will. Zwar sieht sich ZF mit seinen Lösungen für batterieelektrische Fahrzeuge sehr gut aufgestellt, plädiert aber für eine Technologieoffenheit, die Hybridtechnologie und Range-Extender-Systeme miteinschließt.

Der Markt für Elektrofahrzeuge schwächelt – nicht nur in Deutschland, sondern auch in Europa. Schuld sind verschiedene Faktoren: Hohe Anschaffungskosten, keine staatlichen Förderungen, eine unübersichtliche Politik, Konjunkturflaute, ein starker chinesischer Wettbewerb und nicht zuletzt der Endverbraucher selbst, den nicht zu unterschätzende Bedenken bezüglich Reichweite, Ladeinfrastruktur, Ladezeiten und der Haltbarkeit von Batterien von einem Kauf abhalten. Das beeinflusst einen Automobilzulieferer wie ZF erheblich: „Wir sehen uns drastisch geänderten Marktanforderungen gegenüber“, erklärte Mathias Miedreich, Mitglied des ZF-Vorstands und verantwortlich für die Division Elektrifizierte Antriebstechnologien. Dazu kommt eine starke technische Ausdifferenzierung. Die Vielzahl der benötigten Antriebskonfigurationen ist herausfordernd und Systemanbieter für E-Antriebe müssen heute ein deutlich größeres Portfolio vorweisen als noch vor wenigen Jahren. Des Weiteren werden immer kürzere Entwicklungszeiten, schnellere Innovationszyklen, bessere Integration und optimierte Kosten gefordert und vorausgesetzt.

Wie reagiert man als Zulieferer in einer derart schwierigen wirtschaftlichen Situation? Den gemunkelten Ramp-Out der Division Elektrifizierte Antriebstechnologien, kurz Division E, kann Miedreich nicht ausschließen: „Wir bereiten uns auf alle Eventualitäten vor“, erklärte er und unterstrich: „Es wäre fahrlässig, das nicht zu tun“. Allerdings wäre ein derartiges Szenario „wenig wahrscheinlich und strategisch nicht wünschenswert“. Den Blick in die sprichwörtliche Kristallkugel kann allerdings niemand werfen und um im Markt erfolgreich bestehen zu können, muss man nicht nur in der Lage sein, eventuell „kritische Entscheidungen“ zu treffen, sondern auch in technologischer Hinsicht mithalten – oder idealerweise Wettbewerber übertrumpfen können. Im Vorfeld der IAA Mobility, die vom 09. bis 14. September 2025 in München stattfindet, stellte der Zulieferer seine E-Antriebsplattform Select in den Mittelpunkt seines eMobility Tech Days, aber auch das weiterentwickelte Thermomanagementsystem TherMaS und Hybridtechnologielösungen, wie das 8-Gang-Automatgetriebe 8HP evo. Denn das Verbraucherverhalten ändert sich: Bis 2031 wird der Marktanteil der Stromer Prognosen zufolge 39 Prozent betragen, der von Hybridfahrzeugen 35 Prozent. Der Marktanteil der Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor wird 26 Prozent betragen.

ZF eMobility Tech Day 2025

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Flexibles Konzept für E-Antriebe

Mit der E-Antriebsplattform Select macht ZF variantenreiche Systemlösungen möglich und stellt hierfür die notwendigen Komponenten, wie E-Motoren, Inverter, Konverter, Reduziergetriebe sowie Software, bereit. Neben den vollelektrischen Antrieben bietet eine weitere Plattform auch verbrennungsmotorische und hybride Lösungen für alle Fahrzeugklassen. Vorteil der neuen Plattform: „Man kann mit ihr nicht nur ein paar Parameter optimieren, sondern das Gesamtsystem“, erklärt Dr. Otmar Scharrer, Entwicklungsleiter für elektrifizierte Antriebstechnologien. „Mit Select können wir passgenaue Lösungen für alle Anforderungen der Elektromobilität anbieten. Dank der Kombination aus leistungsfähigen Einzelkomponenten und attraktiven Funktionen auf der Systemebene lassen sich E-Antriebe für sehr viele verschiedene Anwendungen konfigurieren – und das bei deutlich kürzeren Entwicklungszeiten.“ Die Plattform überzeugt mit drei wesentlichen Merkmalen:

• Sie besteht aus Bausteinen, die vorentwickelt sind,

• sie lässt sich individuell anpassen und

• in vorhandenen Fertigungseinrichtungen produzieren.

Select setzt sich aus mehreren Komponenten-Baukästen zusammen. Das sind:

• em:Select – E-Maschinen

• rd:Select – Reduziergetriebe

• in:Select – Inverter

• co:Select – Konverter

• sw:Select – Software

em: Select – E-Maschinen

Das modular aufgebaute Portfolio von E-Maschinen umfasst sowohl Permanenterregte Synchronmaschinen (PSM) und Asynchronmaschinen (ASM) bis hin zu neuen Separately Excited Synchronous Machine (fremderregte Synchronmaschinen, SESM). Als Bestandteil dieses Modulbaukastens sind noch in der Entwicklung befindliche Innovationen vorgesehen. Dazu zählt die Neuentwicklung I2SM – eine leistungsfähige E-Maschine, die als fremderregte Synchronmaschine durch Bauraumreduktion und optimiertes Rotordesign vergleichbare Leistungsdaten möglich macht wie eine permanenterregte Synchronmaschine. Besonderheit: Sie kommt ohne Magnete aus, weshalb man keine seltenen Erden benötigt. Ebenso ein Carbon-Taped Rotor (Rotor mit Karbonbandage) auf PSM-Basis: Das Konzept ermöglicht es, die Magnetmasse zu reduzieren. Dadurch senkt es Gewicht und die Komplexität eines herkömmlichen PSM-Rotors, ohne jedoch Kompromisse bei Spitzenlast und Höchstgeschwindigkeit notwendig zu machen.

rd: Select – Reduziergetriebe

Der Zulieferer bietet Reduziergetriebe in achsparalleler sowie koaxialer Bauweise. Beide sind wesentlich für hohe Drehmomentdichte und damit für einen effizienten Energieeinsatz, wenn hochdrehende Motorkonzepte gefragt sind. Bei der koaxialen Konstruktion, die auch die Differenzialfunktion integriert, punktet ZF mit seinem nach eigenen Aussagen „umfassenden Planetengetriebe-Know-how, das aus der Automatgetriebe-Entwicklung stammt“. Eine Reduktion von bis zu 70 mm Baulänge in Y-Richtung und Gewichtseinsparungen von mehr als 5 kg sind gegenüber achsparallelen Reduziergetrieben erzielbar.

in: Select – Inverter

Die Inverterplattform ist für eine hohe Leistungsdichte verantwortlich und ist ein flexibler Baukasten für 400 bis 800 V im Bereich von 100 bis 650 A. Der Wirkungsgrad liegt in der Spitze bei 99,6 Prozent. Inverter auf Basis des Baukastensystems können aktuell Ströme bis 650 A schalten – für die nahe Zukunft sind Werte von bis zu 900 A geplant. Gleichwohl nehmen sie 30 Prozent weniger Bauraum in Anspruch. Das Konzept mit definierten Vorbaugruppen erlaubt eine modulare und maximal-flexible Anpassung für unterschiedliche Applikationen. Der diskrete Aufbau der Leistungsschaltmodule ermöglicht Multi-Sourcing bei der Auswahl der Halbleiter-Lieferanten, was das Risiko von Lieferengpässen mindert. Eine Skalierung ist gleichwohl ohne Austausch der Software möglich.

co:Select – Konverter

Über sämtliche Spannungsklassen hinweg dienen Konverter als Schlüsselelement für die Elektromobilität. Im Modulbaukasten co:Select hat ZF bestimmte Funktionen definiert, die je nach Bedarf durch den Einsatz von Hard- oder Software erweitert und skaliert werden können.

Der Modulbaukasten umfasst unter anderem bidirektionales Laden sowie eine V2L- und V2G-Funktion. Beides macht die Akku-Energie des Fahrzeugs für das Stromnetz wie auch für externe Stromverbraucher verfügbar. ZF gelingt die Integration dieser Funktionen zudem in nur einem Gehäuse – zusammen mit DC-DC Wandlung mit galvanischer Trennung und Bordnetzversorgung für 12 oder 48 V. Die Konverterplattform hat bereits jetzt einen sehr hohen Integrationsgrad – mit dem Ziel, das in naher Zukunft zu einer vollumfassenden Funktionsintegration zu erweitern. Mit seinem Fokus auf Systemkompetenz zielt der Zulieferer auf eine möglichst umfassende Abdeckung vieler Funktionen bei kleinem Bauraum im Sinne einer X-in-1-Lösung.

sw: Select – Software

Software ist der Schlüssel für elektrische Antriebe, nicht nur für ihre Funktion, sondern auch für die Umsetzung. ZF hat seine Software für den elektrischen Antriebsstrang modular aufgebaut, um Kunden flexibel, schnell und kostengünstig bedienen zu können. So lassen sich die Entwicklungen in die Hard- und Software-Umgebung des Kunden integrieren, ZF-Antriebssoftware ist kompatibel mit standardisierten Safety-Anforderungen oder Softwarearchitekturen. Der Konzern optimiert seine Software für Einsatz in Zentral- oder Zonenrechnern und achtet dabei auch auf Faktoren wie CPU-Last, Speicherverbrauch, Reaktionszeit und Kommunikationslatenzen.

Software ist auch ein Schlüssel zu Individualisierung des Fahrerlebnisses. Das verdeutlichte das Unternehmen anhand der neuen i-Stop-Technologie, bei der die komplette Bremsung Software-gesteuert vom Elektromotor übernommen wird.

Marktreifes Wärmemanagementsystem

Wie wertvoll ein Gesamtfahrzeug-Verständnis ist, verdeutlicht das Wärmemanagement-System TherMaS. Das hat der Zulieferer für rein elektrisch betriebene Fahrzeuge zur Marktreife weiterentwickelt. TherMaS steuert mit einer zentralen Einheit und entsprechender Software alle thermischen Vorgänge für Antrieb, Batterie und Fahrgastraum. Hierbei setzt ZF auf Propan (R290) als Kältemittel. Propan punktet mit vielen Vorteilen. Zum einen ist es ein natürliches Kältemittel, das aus Erdgas gewonnen wird. Es hat ein niedriges Global Warming Potential von 3, und unterscheidet sich somit deutlich von synthetischen Kältemitteln, die in der Regel einen sehr hohen GWP aufweisen. Darüber hinaus ergibt sich eine deutlich bessere thermische Leistung bei hohen und tiefen Temperaturen, zudem eine kleinere und leichtere Konstruktion des Systems. Das optimierte Thermomanagement und die effizientere Nutzung der Abwärme des Antriebsstrangs konnte in Tests die elektrische Reichweite im Winterbetrieb um bis zu zehn und unter Extrembedingungen sogar bis zu 30 Prozent steigern. Winziger Makel: Propan ist derzeit noch nicht als Kältemittel in allen Fahrzeugmodellen zugelassen, weil die notwendigen Anpassungen und Sicherheitsstandards noch nicht vollständig implementiert sind. Die SAE-Freigabe wird voraussichtlich 2026 erwartet. (se)

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