ZF presenta la transmisión de 800 voltios en el prototipo EVBeat
El proveedor automovilístico alemán ZF ha mostrado sus últimas tecnologías para vehículos eléctricos en un prototipo basado en el Porsche Taycan. El EVBeat lleva el último propulsor eléctrico de 800 voltios de ZF, el EVSys800, y un sistema central de gestión térmica patentado.
ZF afirma que ha diseñado el nuevo sistema para conseguir "la máxima compacidad, un peso reducido y la máxima eficacia en el funcionamiento real". El lanzamiento al mercado está previsto para 2026.
De hecho, la transmisión pesa sólo 74 kilogramos. Esto hace que la transmisión EVSys800 sea aproximadamente 40 kilogramos más ligera que la última transmisión de producción de 800 voltios de ZF, lo que contribuye a la reducción general del peso del prototipo.
En conjunto, el EVSys800 es un sistema modular diseñado para vehículos de pasajeros, que consta de una unidad electrónica de potencia de carburo de silicio, un motor eléctrico y un engranaje reductor.
Con una potencia continua de 206 kW y una potencia máxima de 275 kW, el motor ofrece una densidad de par de 70 Newton metro por kilogramo de peso. Este rendimiento permite al vehículo conceptual ofrecer un par máximo de 5.200 Newton metro en el eje trasero.
ZF ha logrado estos avances gracias a un nuevo concepto de refrigeración y a la innovadora tecnología de bobinado del motor eléctrico. ZF afirma que, en términos de dimensiones, el accionamiento ahorra 50 milímetros de anchura gracias a la caja reductora compacta y al "bobinado trenzado" patentado. Esto también permite reducir en un 10% el espacio de instalación, y ZF añade que sólo el cabezal de bobinado es hasta un 50% más pequeño que con los métodos convencionales. La refrigeración directa por aceite de las varillas de cobre optimiza la gestión térmica.
ZF también ha "rediseñado fundamentalmente" el inversor de la transmisión eléctrica, lo que ha dado lugar a mejoras en la compatibilidad electromagnética, los módulos de potencia y los condensadores, reduciendo de nuevo el tamaño y el peso y aumentando la sostenibilidad. Además, la integración de un engranaje reductor coaxial mejora el rendimiento al transmitir las fuerzas motrices a través de dos conjuntos de engranajes planetarios.
Si nos fijamos en el sistema central de termogestión denominado TherMaS del prototipo EVbeat, se trata del primer sistema de este tipo que ZF ha diseñado para vehículos eléctricos y es, literalmente, fundamental para la nueva propulsión. Utiliza una unidad centralizada y software para controlar los procesos térmicos del sistema de propulsión, la batería y el habitáculo. ZF afirma que su diseño reduce significativamente los requisitos de espacio y el peso en comparación con los sistemas convencionales de refrigeración y calefacción. La inclusión de una bomba de calor de 800 voltios a base de propano en el sistema reduce el consumo de energía.
En detalle, el TherMaS consta de tres "circuitos designados", con un pequeño circuito de refrigerante herméticamente sellado en su núcleo. El propano sirve como refrigerante, mientras que dos circuitos separados de refrigerante que contienen agua resistente a las heladas regulan la temperatura de la máquina eléctrica y de los componentes electrónicos de alimentación y carga. El software ajusta el rendimiento de la refrigeración en función de la demanda y permite una mayor potencia continua de la máquina eléctrica.
"Gracias a esta gestión térmica global, la autonomía del EVbeat aumenta hasta un tercio en el exigente funcionamiento invernal", escribe ZF.
La última innovación es un nuevo software de propulsión basado en la nube que ZF ha desarrollado para el Taycan modificado. El software de propulsión conecta en red todos los sistemas del vehículo entre sí y establece la conexión con la nube. El proveedor añade que, si bien el hardware sentó una base esencial para el funcionamiento sostenible del vehículo, su orquestación óptima se logra a través del software. Analizando los perfiles de conducción individuales y aprovechando la inteligencia artificial basada en la nube, el software se adapta al comportamiento del conductor, mejorando el rendimiento general.
Además, el sistema está diseñado para mantener los puntos de funcionamiento térmico en el rango óptimo en todo momento, ya que la eficacia de un motor eléctrico depende de ello, escribe ZF. "A velocidades bajas y requisitos de par elevados, el punto de funcionamiento térmico óptimo es muy bajo, mientras que a velocidades altas con requisitos de par bajos, las temperaturas elevadas no son un problema". Sin embargo, como las condiciones térmicas no pueden establecerse a corto plazo, ZF programó el software para anticipar los puntos de funcionamiento óptimos a partir de los perfiles de conducción individuales antes mencionados y preparar el sistema en consecuencia. Éste "aprende" el comportamiento de los conductores y puede predecir la probabilidad de los perfiles de conducción personales a través del servicio en la nube basado en IA, según ZF. Por ejemplo, el aire acondicionado y la refrigeración del sistema se reducen cuando se detectan distancias cortas.
"La movilidad sostenible es el núcleo de nuestra estrategia corporativa", explicó Stephan von Schuckmann, miembro del Consejo de Dirección de ZF. "Basándonos en un vehículo de producción extremadamente eficiente, estamos mostrando el potencial que ofrecen los futuros componentes de propulsión eléctrica cuando los combinamos en un sistema global aún más eficiente."
"Con este sistema, podemos satisfacer perfectamente los principales requisitos de nuestros clientes: eficiencia, rendimiento y costes", afirmó el Dr. Otmar Scharrer, Jefe de Desarrollo de Sistemas de Transmisión Eléctrica de ZF.
Las primeras tecnologías de la nueva cadena cinemática ZF estarán disponibles en el mercado en 2026.
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