E-Antrieb Mehr Reichweite – unabhängig von der Batterie

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Die Ingenieure von ZF arbeiten unter anderem an einem neuartigen Thermomanagement und effizienteren E-Motoren. Der Zulieferer will damit die Reichweite von E-Autos erhöhen.

Runde um Runde drehen die Demo-Fahrzeuge auf der ZF-Teststrecke im Friedrichshafener Werk 2: über ein halbes Dutzend Pkw, fünf Nutzfahrzeuge, zwei Cargo-Räder sowie ein Mountainbike mit Sachs E-Motor, ein elektrifizierter Radlader sowie eine elektrische Zugmaschine für den Einsatz in Hafenterminals. Die Fahrzeuge zeigen aktuelle Projekte aus den Divisionen des Zulieferers.

Im Mittelpunkt steht ein umgebauter Porsche Taycan. Er hat nicht nur einen neuen E-Antrieb bekommen, sondern die Ingenieure testen mit dem Sportwagen auch ein neues Reduziergetriebe und ein neuartiges Thermomanagement. Letzteres soll ohne das Kältemittel R1234yf auskommen.

Leichtbau im E-Antrieb

„Unser Ziel war es, diesen Antrieb bei hoher Fahrdynamik so kompakt und leicht wie möglich zu machen und die Reichweite im realen Betrieb zu erhöhen“, sagt Otmar Scharrer, Entwicklungsleiter für elektrische Antriebssysteme bei ZF. Das Systemgewicht (E-Antrieb + Thermomanagement) habe man um ein Drittel reduzieren können.

Die Leistungsdaten des neuen Antriebs lassen aufhorchen: 200 Kilowatt Dauerlast (kurzzeitig 275 kW) und 5.200 Newtonmeter Drehmoment (70 Nm pro Kilogramm Antriebsgewicht). Das Gewicht konnte laut Scharrer hauptsächlich über Leichtbau-Maßnahmen und neue Fertigungskonzepte reduziert werden.

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Komponenten vernetzen

Ein weiteres Thema ist bei ZF die Vernetzung. So haben die Ingenieure einen Standard-Querlenker mit Sensoren ausgestattet. Diese sammeln damit Daten zum Höhenprofil der Straße. Auf der Teststrecke in Friedrichshafen können damit Unebenheiten, Schlaglöcher, Fugen oder Kopfsteinpflaster erkannt werden. Die gesammelten Informationen können bspw. in digitale Karten eingetragen und mit anderen Verkehrsteilnehmern geteilt werden.

Als weiteres Beispiel wurden Rettungsfahrzeuge und deren Inventar vernetzt. Rettungsleitstellen bekommen so jederzeit Informationen über den Aufenthaltsort der Fahrzeuge und zum Beispiel zum Füllstand von Wasser- und Schaumtank eines Feuerwehrautos. Auch einen Umhänger für Unfallopfer haben die Ingenieure entwickelt. Ärzte oder Sanitäter können darauf Informationen zu Verletzungen der betroffenen Personen eintragen. Viele Daten könnten so digital und automatisiert zusammengetragen werden, wo heute laut ZF in den Leitstellen meist noch Whiteboards zum Einsatz kommen.

E-Bike-Motor für die Nische

Nicht neu ist der E-Bike-Motor Sachs RS. Doch Konkurrent Bosch hat mittlerweile zumindest in Deutschland so hohe Marktanteile, dass alternative Produkte kaum wahrgenommen werden. ZF möchte das ändern und lässt dafür seine Traditionsmarke Sachs aufleben. Das Unternehmen geht bei diesem Motor bewusst einen anderen Weg: Nach eigenen Aussagen setze ZF als einziger Anbieter auf eine Betriebsspannung von 48 Volt.

Die im Vergleich zum Wettbewerb höhere Spannung ermögliche das hohe Drehmoment von gut 110 Newtonmeter. Mit diesen Kennwerten zielt ZF auf die Segmente der Cargo-Räder und hochwertige Mountainbikes. Zum Vergleich: Bosch gibt für seine Antriebe der „Cargo Line“ ein maximales Drehmoment von 85 Nm aus.

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