IAA Transportation 2022 Pohony budúcnosti pre nákladné vozidlá: Schaeffler elektrifikuje úžitkové vozidlá

08.09.2022 | Kysuce

• Schaeffler vyvíja vysokovýkonné elektrické motory pre úžitkové vozidlá so stupňom účinnosti vyše 90 %
• 800 V výkonová elektronika šetrí hmotnosť a znižuje náklady výrobcov
• Inovatívny tepelný manažment umožňuje rýchlejšie nabíjanie

Spoločnosť Schaeffler vyvíja technológiu vysokého napätia pre elektrifikované ľahké a ťažké úžitkové vozidlá. V budúcnosti bude na cestách čoraz viac úžitkových vozidiel s elektrickým pohonom, pretože výrobcovia nákladných vozidiel v Európskej únii musia do roku 2025 znížiť emisie CO2 o 15 %. V roku 2030 sa má tento limit ešte sprísniť. „Bez dopravného a logistického priemyslu nebude možné dosiahnuť globálne klimatické ciele,“ hovorí Matthias Zink, výkonný riaditeľ Automotive Technologies Schaeffler. Približne 60 % vzdialeností prejdených nákladnými vozidlami je kratších ako 500 kilometrov, čo zodpovedá vzdialenosti, ktorú dokážu úžitkové vozidlá s batériovým elektrickým pohonom prejsť na jedno nabitie. Okrem toho sú elektrické nákladné vozidlá riešením pre prepravu tovaru do miest bez emisií a s nízkou hlučnosťou, keďže sa na ne nevzťahujú čoraz prísnejšie obmedzenia vjazdu vozidiel do mesta. Ďalšou výhodou elektrických nákladných vozidiel v porovnaní s vozidlami so spaľovacími motormi je rekuperácia energie pri režime stop & go v mestskej doprave. „Pre elektrifikáciu je potrebná inovatívna technika, teda presne taká, akú dodávajú dodávatelia ako je Schaeffler“, hovorí Matthias Zink. Spoločnosť Schaeffler vyvinula nový produktový rad inovatívnych elektromotorov s olejovým chladením pre prechod na elektrifikované pohony. Okrem toho spoločnosť na veľtrhu IAA Transportation 2022 v Hannoveri predstaví svoju 800 V výkonovú elektroniku, ako aj komponenty a systémy pre tepelný manažment úžitkových vozidiel.

Nový produktový rad pre elektromotory a 800 V výkonovú elektroniku
Škálovateľný, efektívny a mimoriadne robustný: to sú vlastnosti nového radu elektromotorov od spoločnosti Schaeffler. Osobitosťou vysokovýkonných motorov je ich účinnosť viac ako 97 % a kontinuálny výkon pohonu až 300 kW. Aby to bolo možné, vyvinuli odborníci spoločnosti Schaeffler inovatívny systém chladenia oleja. Ďalšou osobitosťou je technológia vlnového vinutia použitá v statore, ktorá zabezpečuje mimoriadne vysokú hustotu výkonu elektromotorov. Túto technológiu ovláda len niekoľko spoločností na svete, pričom spoločnosť Schaeffler je jednou z nich. „S našimi rozsiahlymi skúsenosťami v oblasti elektrifikovanej mobility rozhodujúcou mierou prispievame k dekarbonizácii úžitkových vozidiel,“ hovorí Dr. Jochen Schröder, vedúci divízie E-Mobility spoločnosti Schaeffler. Vzhľadom na pomerne malé objemy výroby pohonov úžitkových vozidiel vyvíjajú dodávatelia svoje elektrické motory v škálovateľných konštrukčných radoch, aby dokázali efektívne pokryť všetky výkonnostné triedy. Používajú sa teda na cestách aj v teréne, v plne elektrických a hybridných pohonoch, v elektrickej náprave aj ako centrálny pohon. Sú tiež navrhnuté tak, aby spĺňali požiadavky na životnosť úžitkových vozidiel.

Prvé elektromotory od spoločnosti Schaeffler pre nákladné vozidlá sa začnú sériovo vyrábať už v roku 2023. Tento druhý produktový rad vodou chladených 800 V motorov poskytuje maximálny trvalý výkon 180 kW a maximálny krútiaci moment 950 Nm. Používa sa tu takzvaná technológia vlásenkového vinutia, ktorú spoločnosť Schaeffler tiež ponúka.

Výkonová elektronika je tiež nevyhnutná pre funkciu a účinnosť elektrického hnacieho ústrojenstva. Spoločnosť Schaeffler vyvíja výkonovú elektroniku na báze karbidu kremíka špeciálne prispôsobenú požiadavkám úžitkových vozidiel, ktorá je určená pre napätie do 850 V a efektívne prúdy 600 A (špičkové zaťaženie) alebo 400 A (trvalé zaťaženie). S objemom 12,4 litra dosahuje priestorovo úspornú hustotu výkonu viac ako 40 kW na liter. Všetky elektrické a mechanické komponenty sú navrhnuté pre výrazne vyšší počet najazdených kilometrov ťažkých úžitkových vozidiel. Výkonová elektronika sa dá pripojiť aj k štandardnému palubnému napájaniu vozidla prostredníctvom 24 V napájania jednosmerným prúdom.

Technológia karbidu kremíka v elektronike umožňuje vyššie spínacie frekvencie, ako aj vyššiu chladiacu kapacitu pre vysoký trvalý výkon na použitie v úžitkových vozidlách. Celkovo to vedie k výrazne vyššej účinnosti elektrického hnacieho ústrojenstva. Simulácie spoločnosti ukazujú, že stupeň účinnosti systému pozostávajúceho z elektromotora, výkonovej elektroniky a pohonu nápravy sa môže v porovnaní s použitím konvenčných polovodičov z kremíka zvýšiť približne o 2,5 %, v prípade použitia polovodičov z karbidu kremíka v spojení s optimalizáciou prevodovky. V batériových elektrických nákladných vozidlách pre diaľkovú dopravu s konštrukčným dojazdom 500 kilometrov sa kapacita batérie s týmto systémom pohonu môže znížiť o 14 kWh. Vďaka príslušnému zmenšeniu veľkosti batérie to následne znamená zníženie hmotnosti o 84 kg, ako aj výraznú úsporu nákladov.

Kľúčový je tepelný manažment
Pre zlepšenie účinnosti nabíjania a ochrany batérie počas procesov nabíjania s vyšším výkonom je kľúčový tepelný manažment. „Prevádzkovateľom vozových parkov to môže ušetriť peniaze, pretože čím kratší je čas nabíjania, tým rýchlejšie sa vozidlo môže vrátiť späť na cestu,“ hovorí Jochen Schröder. Spoločnosť Schaeffler je priekopníkom v oblasti inteligentného tepelného manažmentu a môže využiť desaťročia skúseností v tejto oblasti. Na veľtrhu IAA Transportation v Hannoveri spoločnosť prezentuje svoje technické riešenia na účinnú úpravu teploty systému pohonu a batérie úžitkových vozidiel. Patrí sem napríklad takzvaný Single Smart Valve, inteligentný ventil na decentralizovanú reguláciu chladiacej kvapaliny. Reguluje jednotlivé prietoky chladiacej kvapaliny batérie, výkonovej elektroniky, motora alebo prevodovky. Individuálne a decentralizované usporiadanie poskytuje výrobcovi väčšiu voľnosť pri navrhovaní architektúry systému. Vďaka tomu sú možné rozličné stratégie regulácie chladiva pre rôzne podmienky prevádzky vozidla, ako je rýchle nabíjanie, studený štart, jazda v meste alebo v horách. Schaeffler ponúka aj integrované systémy všetkých funkcií chladiacej kvapaliny pre úžitkové vozidlá. Tieto systémy zahŕňajú reguláciu chladiacej kvapaliny, elektrické vodné čerpadlá, senzory a inteligentné riadenie. Výhodou pre výrobcu je kompaktný, priestorovo úsporný dizajn.

Schaeffler na veľtrhu IAA Transportation 2022 v Hannoveri
Spoločnosť Schaeffler je po prvýkrát vystavovateľom na veľtrhu IAA Transportation, ktorý je poprednou medzinárodnou platformou pre dopravný a logistický priemysel. V Hannoveri bude spoločnosť prezentovať riešenia z oblasti pohonov a podvozkov.

Spoločnosť Schaeffler nájdete v hale 12, stánok B37, ako aj vo vonkajšom areáli v stánku U47.

Tlačová konferencia: pondelok, 19.9.2022, 15:45 – 16:00, hala 12, stánok B37

IAA Conference: utorok, 20.9.2022, 16:30 – 17:15, diskusia na pódiu s pánom Matthiasom Zinkom, výkonným riaditeľom Automotive Technologies.

Tlačovú fotografiu pána Matthiasa Zinka nájdete tu: www.schaeffler.com/en/executive-board/