E-Mobilität mit System: ZF denkt über Grenzen hinaus

Große Batterien sind nicht die Lösung

Oft wird bei der Alltagstauglichkeit von Elektrofahrzeugen nur die Batterie betrachtet. Selbstverständlich ist die erzielbare Reichweite ein entscheidender Faktor für die Akzeptanz von Elektroautos, und große Batterien erhöhen die Reichweite. Sie bringen jedoch auch höhere Kosten, mehr Gewicht und größeren Platzbedarf mit sich. Auch der Verbrauch an Rohstoffen steigt. Dies führt zu einem größeren ökologischen Fußabdruck. Es ist daher an der Zeit, das gesamte System zu optimieren und alle Potenziale auszuschöpfen.

ZF eDrive

Das modulare System für effiziente Elektroantriebe

Der elektrische Antrieb ist das Herzstück eines batteriebetriebenen Fahrzeugs. Mit der Systemkompetenz von ZF schlägt es besonders effizient, denn ZF setzt genau dort an, wo die Energie verbraucht wird: beim elektrischen Antrieb. Dieser besteht nicht nur aus einem Elektromotor. Hochmoderne elektrische Antriebe, wie sie ZF im Portfolio führt, sind aufwendig abgestimmte Systeme, die aus einer elektrischen Maschine, einem Inverter, einem Reduziergetriebe und der Steuerungssoftware bestehen – ZF liefert alles aus einer Hand, von der Entwicklung bis zur Produktion.

Die eDrive-Plattform von ZF umfasst vier Hauptkomponenten:

- die elektrische Maschine,
- den Inverter,
- das Reduziergetriebe
- und die Software.

„Wir sind ein umfassender Systemanbieter für Pkw, Lkw und Busse. Kein anderer Anbieter kann seinen Kunden eine derart breite Kompetenz und Erfahrung in den verschiedenen Anwendungen und Technologien bieten. Von der E-Maschine über den Inverter bis zum Getriebe – ZF steht für die besten und effizientesten Elektroantriebe.“

Markus Schwabe, Head of Business Elektrifizierte Antriebstechnologien

Leistungsfähig und flexibel

Nur wenige Erstausrüster (OEM) und Top-Zulieferer (englisch: Tier 1) bieten Komplettsysteme an, bei denen die wesentlichen Komponenten wie E-Motor, Inverter und Getriebe aus einer Hand kommen und hochintegriert sind. Diese Systemlösungen zeichnen sich durch ihre hohe Effizienz und Flexibilität aus, unabhängig davon, ob es sich um 400-Volt- oder 800-Volt-Systeme mit permanenterregten Synchronmotoren (PSM), Asynchronmotoren (ASM) oder fremderregten Synchronmotoren (FSM) handelt.

Das komplette System aus einer Hand

Innovation mit Induktion: Wie ZF den E-Motor neu erfindet

I²SM – das innovative Highlight von ZF

Ein E-Motor ohne Magnete und Seltene Erden

ZF hat mit dem I²SM (In-Rotor Inductive-Excited Synchronous Motor) einen innovativen, nachhaltigen Elektromotor entwickelt, der ohne Magnete und somit ohne Seltene Erden auskommt. Der neue Motor nutzt eine induktive Stromübertragung innerhalb der Rotorwelle, was ihn zudem einzigartig kompakt macht – und das bei höchster Leistungs- und Drehmomentdichte. Diese Technologie reduziert die Energieverluste um 15 Prozent und senkt den CO₂-Fußabdruck in der Produktion um bis zu 50 Prozent.

Magnetfreie Rotoren

Effiziente und sichere Alternative für Pkw und Nutzfahrzeuge

Der Verzicht auf Magnete verringert zudem Abhängigkeiten in der Lieferkette und erhöht die Versorgungssicherheit. Durch zusätzliche Innovationen an diesem fremderregten Rotor ist es ZF gelungen, die Effizienz auf Augenhöhe mit permanenterregten Synchronmaschinen zu bringen. Damit bietet die Entwicklung eine Alternative zu den magnetbestückten Rotoren, die bisher im Hinblick auf Effizienz als Nonplusultra gelten. ZF ist auf dem Weg, diese Technologie zur Serienreife zu entwickeln und sowohl für Pkw als auch für Nutzfahrzeuge anzubieten. Optionen soll es für 400-Volt- und 800-Volt-Architekturen geben.

Innovatives Rotordesign macht den E-Motor sehr kompakt

(1/2) Der neue, nachhaltige I²SM integriert den Erreger in den Rotor

(2/2) Die Energie überträgt der kompakte I²SM kontaktlos in den Rotor

„Unser innovativer, magnetfreier Elektromotor zeigt eindrucksvoll, wie wir durch Effizienzsteigerungen ressourcenschonendere E-Antriebe entwickeln. Diese Technologie ist ein wichtiger Schritt in unserer Strategie, die Abhängigkeit von Seltenen Erden zu reduzieren und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit unserer Antriebe zu erhöhen.”

Dr. Otmar Scharrer, Entwicklungsleiter Elektrifizierte Antriebstechnologien

Ideal für eine smarte Elektrifizierung: Innovative 8-Gang-Automatikgetriebe

ZF setzt auf einfache Integration

Ein besonderes Augenmerk legt ZF auf die Elektrifizierung von Antrieben, um den CO₂-Ausstoß zu reduzieren und die Umwelt zu schonen. Durch die Entwicklung von Mildhybrid- und Plug-in-Hybridsystemen bietet ZF-Lösungen für verschiedene Anforderungen und Fahrzeugtypen. Besonders setzt ZF auf modulare und skalierbare Hybridkomponenten, die sich einfach und smart in bestehende Fahrzeugplattformen integrieren lassen.

Kompakte Effizienz

Auf maximale Effizienz in Hybrid-Fahrzeugen setzt ZF mit seinem neuen 8-Gang-Automatikgetriebe (8HP). Von Anfang an haben die Entwickler diese vierte Generation konsequent auf die Hybridisierung ausgelegt.
Dank des modularen Baukastens lassen sich Mild- und Plug-in-Hybridantriebe mit Spitzenleistungen von bis zu 160 Kilowatt realisieren, die nicht mehr Platz benötigen als ein reiner Verbrenner. Das gelingt ZF, weil die Leistungselektronik nicht mehr als separate Einheit ausgeführt wird, sondern vollständig in das Getriebegehäuse integriert ist. Damit fällt das neue Getriebe um sechseinhalb Kilogramm leichter aus als sein Vorgängermodell. Auch Volumen und Gewicht wichtiger Komponenten zeigen sich deutlich reduziert – beispielsweise um rund 50 Prozent bei der Leistungselektronik und über 40 Prozent bei der Mechatronik.

Leistungsstark und modular

Trotz seiner Kompaktheit weisen die Leistungsdaten der neuen Getriebegeneration nach oben. Mit einer Gesamtleistung von 550 Kilowatt und einem Drehmoment von 1.000 Newtonmetern übertreffen sie die Vorgängerversionen. Das maximale Drehmoment, das ohne Zuschalten des Verbrennungsmotors erreicht werden kann, beträgt 450 Newtonmeter. Somit sind auch im reinen E-Betrieb zügige Überholvorgänge kein Problem.
Der modulare Baukasten besteht aus drei Größen von 8HP-Getrieben, die Verbrenner, Mild- und Plug-in-Hybridanwendungen mit All-Inclusive-Hardware unterstützen. Dank seiner starken Software-Kompetenz lässt sich das 8HP an unterschiedliche Kundenwünsche und Fahrzeugtypen anpassen, von Limousinen und sportlichen Anwendungen bis zu Pickup-Trucks oder leichten Nutzfahrzeugen – und das bei minimaler Hardware-Variation.

DARUM SETZT ZF AUF DEN HYBRIDANTRIEB

BRÜCKENTECHNOLOGIE

Der Hybridantrieb ist die Brückentechnologie zum batterieelektrischen Fahrzeug. Er stellt ein wichtiges Element der ZF-Transformation dar.

ZEITLICH UNBEGRENZT

Die Zukunft ist elektrisch, aber Hybrid ist die aktuelle Antwort für ZF und seine Kunden – unabhängig, wie lange es diese Brücke geben wird.

NACHHALTIGKEIT

Hybridantriebe reduzieren die CO₂ - Emissionen im Vergleich zu reinen Verbrennungsmotoren deutlich. Sie bieten eine sofort umsetzbare Lösung, während die Infrastruktur für rein elektrische Fahrzeuge weiterentwickelt wird.

FERTIGUNG VOR ORT

Produktionskapazitäten nah am Kunden – und das weltweit.

HOHE EXPERTISE

ZF besitzt eine anerkannt hohe Expertise im Getriebebereich und fertigt eines der technisch ausgereiftesten Pkw-Hybridgetriebe.

UNABHÄNGIGKEIT

Die mangelnde Ladeinfrastruktur wird dank der Hybridtechnologie nicht zum Problem.

Das ist ZF: Technologie für die Mobilität von heute und morgen

Rund um den Globus: Expertise für hochintegrierte Systeme

Mit dem Antrieb von Profis

ZF ist ein weltweit aktiver Technologiekonzern. Er liefert hochentwickelte Komponenten und Systeme für elektrische Antriebe von Pkw und Nutzfahrzeugen, für Anwendungen in der Industrietechnik sowie für die Mikromobilität. Dabei bedient ZF Marktsegmente wie Bau- und Landmaschinen, Windkraft, Schifffahrt, Bahntechnik und industriellen Anwendungen. Selbst im professionellen Motorsport, in der Formel E, ist ZF zu Hause. Mit seinen Antriebslösungen trägt ZF entscheidend dazu bei, Mobilität für alle zu sichern und gleichzeitig verkehrsbedingte Emissionen spürbar zu reduzieren.
Im Jahr 2023 hat ZF mit weltweit rund 168.700 Mitarbeitern einen Umsatz von 46,6 Milliarden Euro erzielt. Das Unternehmen ist mit 162 Produktionsstandorten in 31 Ländern vertreten.

Maximale Effizienz

Experten weltweit sind sich einig: Nur eine emissionsfreie Mobilität wird es schaffen, die strengen gesetzlichen Vorgaben zu erfüllen und die Lebensqualität in unseren Städten zu verbessern. Bessere Luftqualität und weniger Lärm gibt es nur durch einen umfassenden Einsatz elektrischer Antriebe.
Das können reine Elektroantriebe sein, aber auch Hybridlösungen. Besonders im Pkw-Bereich spielt aktuell neben dem batterieelektrischen Antrieb (BEV) der Plug-in-Hybrid (PHEV) eine wesentliche Rolle, da mit ihm die Mehrzahl der Fahrten rein elektrisch erfolgen kann und der Verbrennungsmotor nur für längere Fahrten zum Einsatz kommt.
ZF bietet sowohl für Elektrofahrzeuge als auch für Plug-in-Hybride ein umfangreiches E-Produktportfolio, das modernste elektrische Maschinen und Leistungselektroniken umfasst. Alle wesentlichen Komponenten dafür liefert ZF als System aus eigener Entwicklung und Produktion. Das sichert weitaus höhere Effizienzgewinne als Komponenten, die von verschiedenen Zulieferern stammen.