• ZF fornece motores elétricos para todos os tipos de veículos, desde bicicletas até caminhões de 40 toneladas
• O portfólio de produtos vai de soluções híbridas a motores totalmente elétricos
• Soluções integradas em sistemas elétricos, incluindo sistemas eletrônicos e periféricos

Friedrichshafen. A ZF está impulsionando constantemente a eletrificação de veículos e, ao mesmo tempo, ficou conhecida como líder em variações, com suas diversas soluções de sistemas integrados. Na verdade, a ZF agora disponibiliza sua maior linha de soluções híbridas e totalmente elétricas para quase todos os segmentos de veículos. Como uma das pioneiras em mobilidade elétrica, a ZF sabe o que é necessário para converter eletricidade em propulsão veicular eficiente e dinâmica.

Em 2008, a ZF foi a primeira empresa na Europa a produzir em larga escala módulos híbridos – uma tecnologia que reduz a emissão de CO2 em até 70%, em comparação com os veículos com motores a combustão. Ao mesmo tempo, muitos fabricantes estão produzindo uma variedade de modelos de carros equipados com a transmissão híbrida plug-in de oito velocidades (8P), que apresenta um motor montado longitudinalmente. Um módulo híbrido que se enquadra em quase todos os designs de instalação está integrado na transmissão automática, ajudando a gerar 90 kW e um torque de 250 Nm. Isso permite que os veículos acelerem com potência totalmente elétrica até a velocidade máxima de 120 km/h e, dependendo da capacidade da bateria, viajar até 50 km. A embreagem de separação com baixa perda por arrasto contribui com a eficiência, desativando completamente o motor a combustão em modo elétrico. Graças ao seu amortecedor torcional, o 8P se enquadra também com o downsizing dos motores turbo de três cilindros.

A transmissão de dupla embreagem de 8 velocidades (8DT) troca as marchas de forma mais dinâmica, pois foi projetada especificamente para carros esportivos com motores longitudinais ou com tração nas quatro rodas. A ZF está trabalhando em parceria com a Porsche no desenvolvimento de um sistema híbrido plug-in opcional que oferece, de forma totalmente elétrica, 100 kW e 400 Nm, possibilitando, assim, obter-se velocidades de 140 km/h sem o auxílio do motor a combustão. O amortecedor torcional, a embreagem de separação incluindo os atuadores e o motor elétrico são instalados no alojamento da carcaça da embreagem na 8DT. O sistema de distribuição de torque para todas as rodas também está integrado na versão AWD da transmissão híbrida. Ele transfere o torque para o eixo dianteiro, conforme a necessidade.

O híbrido para veículos compactos e comerciais

O sistema de eixo de tração elétrica da ZF, por outro lado, não tem impacto na transmissão, e pode assim ser posicionado diretamente no meio do eixo. Seguindo o princípio “Plug-and-Drive”, ele une em um único módulo compacto, um motor elétrico, uma transmissão de dentes retos de uma velocidade com dois estágios com diferencial, bloqueio de estacionamento, carcaça, unidade de arrefecimento, assim como unidade eletrônica e software de controle. A integração da transmissão, do motor elétrico e da unidade eletrônica em um só sistema representa uma competência chave que a ZF pode oferecer a seus clientes como fornecedor único. Um eixo de tração elétrica gera até 150 kW e 3.500 Nm de torque.

Instalado na traseira do veículo, no sistema modular do eixo traseiro “mSTARS” da ZF (que significa “Suspensão Traseira Modular com Braço Semi Independente”), por exemplo, transforma o carro de passeio de motor a combustão e tração dianteira em um veículo de tração híbrida no eixo, com tração elétrica nas quatro rodas.

Já com o conceito ZF “eAMT” (que significa “Transmissão Automatizada Eletrificada”), também compensa problemas de trancos que ocorrem nas mudanças de marcha com transmissão automatizada em carros de passeio. O resultado é uma aceleração suave e com arranque que antes só era possível obter com configurações híbridas mais complexas.

Veículos comerciais também se beneficiam da eletrificação graças à ZF. O sistema automatizado TraXon Hybrid, por exemplo, caminhões de 40 toneladas e ônibus rodoviários tornam-se 7% mais econômicos dependendo da aplicação. Um motor elétrico com uma relação de transmissão integrada – posicionada entre o motor a combustão e a transmissão – suporta no máximo 130 kW e 1.200 de torque de saída.

Enquanto o TraXon Hybrid funciona em viagens de longa distância paralelamente ao motor a diesel, ele também pode operar nos centros das cidades, bem como manobrar em pátios ou docas com um motor autônomo silencioso e sem emissão de poluentes. Em modo gerador, o módulo híbrido pode fornecer energia a outras unidades de alimentação, por exemplo, durante transportes com refrigeração. A ZF começará a fornecer o TraXon Hybrid à DAF na Europa no início de 2019. Os sistemas híbridos aqui descritos combinam não somente o modo de operação totalmente elétrico, mas também suportam outras funções híbridas como a recuperação, impulsionamento e start-stop.

100% elétrico

A ZF está preparada de maneira ampla e sistemática, tanto para tração totalmente elétrica como para híbrida. A ZF pretende cobrir o setor de mini veículos por meio de uma joint-venture com a Sachs Micro Mobility GmbH. Seu motor compacto, o Sachs RS para bicicletas, com assistência ao pedal ou elétricas, por exemplo, pode ser integrado em diferentes formatos de quadro. Ele é um motor de 700 Watts e 110 Nm, para entregar uma poderosa tração. Mesmo em uma cadência baixa, de 60 pedaladas por minuto, ele gera um torque alto – e, portanto, pode durar mais graças ao resfriamento inteligente. Se o motor elétrico não for usado, duas embreagens unidirecionais garantem que ele não crie resistência.

Na outra ponta do campo de velocidades – na série de corridas automobilísticas Fórmula E – a ZF fornecerá, para a temporada de 2018/2019, o sistema completo de tração do carro de corrida da equipe Venturi, que atinge 280 km/h. O sistema cobre o potente motor elétrico de 200 kW (potência limitada pelas regras), incluindo a unidade eletrônica, um novo diferencial de corrida assim como uma transmissão para competição. Por último, pela primeira vez baseada no conceito de marcha única, ele é 40% mais leve que a transmissão da última temporada. O sistema inteiro é o primeiro eixo de tração elétrica da ZF que foi desenvolvido puramente para uso em esportes automotivos.

Gama totalmente elétrica na parte traseira

O módulo no eixo de tração elétrica descrito acima, com máximo de 150 kW e torque de eixo de 3.500 Nm entrará em produção em larga escala para um fabricante europeu de automóveis em 2019. O sistema funciona como um acionamento totalmente elétrico para veículos alimentados por bateria, célula de combustível ou elétricos híbridos. A tração pode ser usada tanto no eixo dianteiro como no traseiro. Ele já foi comprovado nos testes de campo, por exemplo, no Veículo ZF Vision Zero, assim como no tão esperado veículo de transporte e.GO Mover, que entrará em produção em larga escala em 2019.

O Veículo Urbano Avançado da ZF é ainda outro exemplo de tração totalmente elétrica para carros pequenos. Sua propulsão é alimentada pelo Twist Beam (eTB) elétrico, um eixo de torção traseiro em cujas rodas direita e esquerda estão integradas a uma unidade de tração elétrica compacta, cada uma gerando 40 kW. Em seu Veículo Urbano Avançado, o eTB protagoniza a possibilidade de que um ângulo extremo de curva no eixo dianteiro, de até 75 graus, seja obtido. A tração, assim, suporta o movimento de curva e permite que o veículo se desloque através da distribuição individual de potência em ambas as rodas traseiras (torque vetorial).

Opções limpas para transporte urbano

No caso do eixo portal elétrico AxTrax AVE, que já foi aprovado diversas vezes e está em produção em larga escala para ônibus urbanos de piso baixo, a ZF confia no conceito do motor elétrico integrado próximo à roda. Os dois motores assíncronos refrigerados a líquido entregam 2 x 125 kW e 2 x 11.000 Nm, que auxiliam no domínio de topologias urbanas bastante desafiadoras. Para a melhor eficiência possível, a ZF está oferecendo o AxTrax AVE em um sistema em rede, com inversores totalmente integrados e controle de tração. O eixo portal elétrico abrange séries híbridas assim como séries totalmente elétricas, sejam alimentadas por baterias, célula de combustível ou linhas aéreas de contato.

Além disso, a ZF oferece o sistema central de tração elétrica CeTrax, para ônibus de pisos baixos e altos. Gerando até 300 kW e 4.400 Nm, ele foi projetado para aplicações desafiadoras. Além disso, impressiona devido a seu peso e eficiência. Graças à abordagem “Plug and Drive”, o CeTrax pode ser integrado em plataformas de veículos existentes sem precisar de grandes modificações nos chassis, eixos, no rebaixamento ou nos diferenciais. Versões de plataformas concebidas originalmente para motores à combustão podem ser convertidas para tração elétrica com relativa facilidade. O controle de tração e o inversor também estão inclusos no escopo de entrega, de modo que o fabricante tenha um sistema completo coordenado de forma perfeita quanto ao desempenho, eficiência e vida útil.

O CeTrax lite é a variante mais compacta do sistema para vans e veículos comerciais leves de até 7,5 toneladas, considerando que ele gera 150 kW e 380 Nm, pesa somente 120 kg e inclui uma relação de transmissão de marcha única. O CeTrax mid está disponível para veículos de até 19 toneladas. Seus dois motores elétricos assíncronos instalados em posições paralelas fornecem 300 kW e 760 em transmissão de dois estágios.

Tração elétrica nos implementos

Em aplicações fora-de-estrada, a ZF marcou suas competências em máquinas agrícolas e de construção com a tecnologia eTRAC nas rodas. Este sistema consiste em um motor assíncrono de três estágios, refrigerado a líquido com alta densidade de potência, uma transmissão de dois estágios sequenciais e freios integrados – sistemas de eixos para implementos acionados eletricamente ou aplicações em manobras com acionamento elétrico para reboques. A distribuição da potência de tração para as rodas adicionais possui diversas vantagens: um suporte de tração controlado, por exemplo, facilita o trabalho em condições difíceis, disponibilizando mais tempo para cultivo, mesmo sob condições climáticas adversas ou com solo encharcado. Além disso, o trator precisa de menos força de tração graças ao motor elétrico de tração. Como consequência, mais cargas podem ser movidas (aumentando então a produtividade) ou o tamanho dos tratores pode ser reduzido, diminuindo então o consumo de combustível e a compactação do solo.

Este sistema modular também pode ser usado com diversos outros tipos de veículos. Por exemplo, ele inclui uma solução simples e única para empilhadeiras, que é eficiente e silenciosa ao mesmo tempo. Além disso, a ZF também oferece soluções híbridas ou totalmente elétricas para os setores industriais de aplicações marítimas, ferroviárias e outras.

Vídeos no YouTube:
Inglês: https://youtu.be/IWnKAoVedv0
Alemão: https://youtu.be/WROdNhHMPfE
Making-of: https://youtu.be/OUGJABhmOl8