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ZF-EVmore: Effizienz ganzheitlich gedacht

ZF-EVmore Effizienz ganzheitlich gedacht

Power-on-Demand-Antriebskonzept, Reduktion kritischer Rohstoffe, 800-Volt-Technik: Mit dem EVmore demonstriert der Technologiekonzern ZF, was in puncto Effizienzmaximierung in einem Elektrofahrzeug tatsächlich möglich ist.

Ein guter Weg, Effizienz zu steigern, ist die Verringerung von Verlusten. Das wissen auch die Ingenieure von ZF. Mit dem EVmore setzt der Tech-Konzern nun aber neue Maßstäbe. Das Antriebskonzept des Stromers erreicht mit einem Wirkungsgrad von 96,3 Prozent von der Batterie bis zu den Rädern einen neuen Benchmark-Wert für seriennahe Technologie. Was diese Zahl bedeutet? 96,3 Prozent der Energie aus dem Akku kommt tatsächlich auch an den Rädern an. Zum Vergleich: aktuelle Markt-Ankündigungen über zukünftige Antriebseffizienzen liegen bei 95 Prozent.

Power on demand

Möglich macht das ein ausgeklügeltes E-Antriebskonzept. An der Vorderachse arbeitet ein neu entwickelter, hocheffizienter Antrieb. An der Hinterachse kommt das sogenannte eConnect-System zum Einsatz, das bei Bedarf einen Hinterachsantrieb zuschaltet bzw. abkoppelt.

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Nachhaltigkeit im Fokus: Im EVmore verzichtet ZF nahezu vollständig auf den Einsatz von schweren seltenen Erden. Lediglich Spuren von Terbium sind in den Magneten des Rotors an der Hauptantriebsachse nachweisbar.

In der Praxis sieht das so aus: Bei gleichbleibendem Tempo – beispielsweise auf einem Autobahnabschnitt mit Geschwindigkeitsbegrenzung – bringt die durch einen permanenterregten Synchronmotor (PSM) angetriebene Vorderachse den EVmore nach vorne. Die Zuschaltung des unterstützenden Asynchronmotors (ASM) an der Hinterachse erfolgt nur in bestimmten Situationen, um Leistungsspitzen abrufen zu können – zum Beispiel bei einem Überholvorgang. Dann schaltet eConnect den zweiten Antrieb binnen Millisekunden zu und sorgt damit zusätzlich für E-Power.

Nachhaltigkeit im Fokus

Apropos Power: In den besonders effizienten PSM-Motoren kommen Magnete zum Einsatz, die im Rotor ein statisches Magnetfeld erzeugen. Nur so kann sich der Rotor mit dem magnetischen Feld des umliegenden Stators synchronisieren. Um dabei eine möglichst hohe Energiedichte zu erreichen, greift die Industrie vorwiegend auf Permanentmagnete aus sogenannten schweren seltenen Erden zurück. Im EVmore verzichtet ZF nahezu auf deren Einsatz. Lediglich Spuren von Terbium sind in den Magneten des Rotors an der Hauptantriebsachse nachweisbar. Dieser Schritt spart Kosten, reduziert die Import-Abhängigkeit kritischer Rohstoffe und schont die Umwelt.

Der deutlich reduzierte Anteil an schweren seltenen Erden kann zu einer thermischen Instabilität der Magneten führen. Bei einer intensiven Dauerbeanspruchung der Vorderachse greift daher – dank eConnect – der magnetfreie Sekundärantrieb an der Hinterachse unterstützend ein.

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Von der Rennstrecke auf die Straße: Modifiziert schafft das neue Einstufen-Getriebe den Sprung aus dem ZF-Formel-E-Boliden in einen Pkw.

Gleichzeitig tauscht ZF an der Vorderachse des EVmore das gängige Zweistufen-Getriebe mit Zwischen- und Abtriebswelle durch ein neu entwickeltes Einstufen-Modell aus. Dank schrägverzahnter Zahnräder und den Wegfall der gelagerten Zwischenwelle reduziert sich nicht nur dessen Gewicht um bis zu 15 Prozent, sondern auch die Anzahl der Reibungspunkte – und weniger Reibung bedeutet weniger Energieverlust. Bereits bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h lassen sich auf diese Weise 50 Prozent der am Getriebe entstehenden Verluste einsparen.

Doch bei neuen Autos geht es nicht mehr nur noch um deren Antrieb. Das softwaredefinierte Fahrzeug drängt in einer digitalisierten Welt immer mehr in den Vordergrund. Für den EVmore entwickelten die Ingenieure daher eine spezielle Antriebssoftware. Diese steuert die beiden Motoren an der Vorder- und Hinterachse je nach Fahrsituation an. Der Fahrer muss sich nicht mehr zwischen Eco- oder Sportmodus entscheiden, die Software ermittelt permanent den Fahrerwunsch und optimiert den Antriebsstrang in jeder Fahrsituation zwischen höchster Effizienz und maximaler Leistung.

Lange Ladezeiten ade

Für den EVmore greift der Technologiekonzern außerdem auf sein bewährtes, modulares eDrive Kit zurück. In diesem Baukasten sind auch E-Motoren für die gefragten Fahrzeuge mit 800-Volt-Batterie enthalten. Ein solcher Antrieb kommt im EVmore unter. Die 800-Volt-Technik ermöglicht dank Ladeleistungen von bis zu 350 kW deutlich verkürzte Wartezeiten an der Säule.

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800 ist das neue 400: Im Vergleich zu gewöhnlichen Stromern unterstützt der EVmore dank 800-Volt-Antriebstechnologie das immer mehr an Bedeutung gewinnende 800-Volt-Schnellladen.

Mit dem EVmore liefert ZF Antworten auf aktuelle Mobilitätsfragen: Neues Antriebskonzept, nachhaltige Umsetzung, schnell laden, kurz stehen – Effizienz ganzheitlich gedacht.

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