ZF 8HP-Getriebe (2022): Baukasten für Mild- und Plug-in-Hybride, FCA, BMW

Aktuell ist noch nicht abzusehen, wie sich der Antriebsmix bei Kraftfahrzeugen entwickeln wird. ZF geht davon aus, dass bis 2030 rund 30 Prozent aller zugelassenen Fahrzeuge rein elektrisch unterwegs sein werden. Demnach wären also 70 Prozent noch in irgendeiner Form mit einem Verbrennungsmotor ausgestattet. Grund genug für ZF, sein Getriebe für alle kommenden Fälle zu rüsten. Das wissen auch die Hersteller zu schätzen, deshalb kaufen sie fleißig bei den Schwaben ein. Anfang 2019 vergab BMW einen zweistelligen Milliarden-Auftrag über das kommende 8HP-Getriebe an ZF. Im Juli gesellte sich FCA (Fiat-Chrysler) hinzu.

Das Geheimnis des nächsten 8HP-Getriebes von ZF ist sein modularer Aufbau. Jede Konfiguration erhält den gleichen mechanischen Achtgang-Getriebesatz. Er kommt weiterhin mit vier Planetenradsätzen und fünf Schaltelementen, konnte im Detail aber Reibungsverlusten minimieren. Interessant ist aber, was vor diesem Getriebesatz geschieht. Mildhybride können den elektrischen Antrieb entweder vor dem Getriebe erhalten, also auf der Kurbelwelle am Motorausgang – oder alternativ vor dem Wandler auf der Getriebeeingangswelle. Der E-Motor kann dabei eine maximale Leistung von 25 kW erreichen.

Plug-in-Hybride tragen beim neuen 8 HP den elektrischen Motor anstelle eines Drehmomentwandlers in der Getriebeglocke. Der von ZF entwickelte Antrieb bringt es auf maximal 160 kW und 450 Nm. Somit kann das Getriebe auch für größere Fahrzeugklassen verwendet werden. Möglich macht das der Verzicht auf klassische Kupferwicklungen. Stattdessen setzen die Friedrichshafener auf das "Hair-pin-Verfahren", bei dem miteinander verschweißte, quadratische Kupferdrähte die Leistungsdichte signifikant erhöhen. Je nach Leistungsanforderung befinden sich mehr oder weniger Drähte um den Kollektor. Für konventionelle Antriebe verliert das Getriebe einfach die Elektro-Elemente, und es erhält einen klassischen Drehmomentwandler.

Egal wie das Getriebe eingesetzt wird, es bleibt immer gleich groß. Das verschafft den Fahrzeugherstellern Flexibilität. Sie müssen nicht schon jetzt planen, welche Antriebsarten in Zukunft von den Kunden abgefragt werden. Der Hersteller entwickelt also eine Bodengruppe und kann das Getriebe flexibel anpassen.

Um das zu ermöglichen, hat ZF die Leistungselektronik für die Hybridantriebe in das Getriebe integriert. Dieses elektrische Bauteil wandelt den Gleichstrom aus dem Akku in den vom E-Motor benötigten Wechselstrom um und regelt die E-Maschine außerdem in Bezug auf Leistung und Drehzahl. Bislang fand dieses Bauteil meist in der Nähe des Kofferraumes ihren Platz im Auto. Durch die Integration in das Getriebegehäuse sind nun weniger Kabel notwendig. Das spart Gewicht und eliminiert Fehlerquellen. Da die Elektronik viel Hitze entwickelt, wird sie über den Kühlkreislauf der Klimaanlage heruntergekühlt.

Das Getriebe wird längs eingebaut und zielt damit auf das Premiumsegment. Es wird also eher in größeren Autos zu finden sein. Ab 2022 soll die Produktion in Saarbrücken starten. Etwas später sollen die Getriebe aber auch in den USA und in China für die jeweiligen Märkte produziert werden.