Im Vorfeld der IAA Transportation 2022, die vom vom 20. bis 25. September in Hannover stattfindet, bekennt sich die ZF Friedrichshafen AG klar zur vollständig elektrifizierten Zukunft der Nutzfahrzeugbranche. Eines der von der Division Commercial Vehicle Solutions (CVS) vorgestellten Highlight-Exponate ist dabei CeTrax 2, der neue elektrische Zentralantrieb, der als modulare Komplettlösung lokal emissionsfreien Vorschub für schwere Nutzfahrzeuge liefert.
Elektrifizierung hört nicht beim Antriebsstrang auf. Deshalb entwickelt ZF auch Technologien für die Lenkung und den Antrieb von fahrzeugseitigen Arbeitsgeräten:
- Die neue elektrische Servolenkung EPS (Electric Power Steering) ist bereits für Steer-by-Wire-Technologien ausgelegt und unterstützt autonomes Fahren bis Level 5.
- Und mit eWorX bietet das Unternehmen ein Nebenabtriebssystem für den Betrieb von Hydraulikpumpen, Kompressoren und anderen Arbeitsgeräten in elektrifizierten Lkw, das alle Funktionen in einer kompakten Einheit zusammenfasst.
CeTrax 2 elektrifiziert schwere Nutzfahrzeuge
CeTrax 2, der hochintegrierte und modulare elektrische Zentralantrieb für schwere Nutzfahrzeuge, verfügt über zwei leistungsstarke, ölgekühlte E-Motoren, zwei integrierte Wechselrichter auf 800-V-Siliziumkarbid-Basis (SiC) sowie ein lastschaltfähiges Dreiganggetriebe. Die kompakte One-Box-Lösung ermöglicht es laut Herstellerangaben, innerhalb einer Fahrzeugplattform sowohl konventionell wie elektrisch angetriebene Modelle auf den Markt zu bringen und bestehende Plattformen einfach und rasch zu elektrifizieren.
Bild: ZF Friedrichshafen AG
Den Antrieb kennzeichnet eine hohe Dauerleistung von 360 kW und ein Spitzendrehmoment von 24.700 Nm.
Die E-Motoren mit Hairpin-Technologie sollen in Verbindung mit den SiC-Wechselrichtern dank geringer Verluste einen Wirkungsgrad von bis zu 96 % erreichen – bei einem Systemgewicht von knapp 385 kg. Fahrzeuge bis 44 t Gesamtgewicht werden somit effizient, komfortabel und lokal emissionsfrei bewegt. Dafür sorgt auch das integrierte Dreiganggetriebe, das mit Hilfe von intelligenter Elektronik und E-Aktuatoren gesteuert wird.
Der erste Serieneinsatz ist bei einem weltweit renommierten Nutzfahrzeughersteller für 2023 geplant.
EPS für E-Architekturen und autonome Fahrfunktionen
Der Wandel zur E-Mobilität beginnt und endet nicht beim Antrieb. Ein Beispiel hierfür ist die Lenkung.
Dank integriertem E-Motor vom Antriebsstrang entkoppelt, unterstützt die neue aktive elektrische Servolenkung EPS (Electric Power Steering) als System ohne Hydraulikpumpe und -flüssigkeit die Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen. Bei ihrer Entwicklung nutzte ZF seine Erfahrungen im Pkw-Bereich: EPS ist skalierbar, zertifiziert nach der ISO-Norm 26262, erhältlich als 24-V- und 48-V-Variante und bis 8000 Nm Abtriebsmoment freigegeben.
Damit ist sie für eine breite Palette an Fahrzeugen geeignet: mittlere und schwere Lkw, Stadt- und Reisebusse. Für Fahrer bietet EPS aufgrund des Verbunds aus Elektro-Servos und Sensoren ein haptisches Feedback. Als Steer-by-wire-System lässt sie sich einfach in aktuelle Fahrassistenzsysteme einbinden, beispielsweise Spurhalteassistenten. Bereits jetzt ist sie ausgelegt für die nächste Generation von automatisierten und autonomen Fahrfunktionen bis Level 5.
Vinfast führt mit ZF skalierbare automatisierte Fahrsysteme ein
Elektrischer Nebenabtrieb: plug and work
Gerade im städtischen Umfeld müssen Baumaschinen strenge Emissions- und Lärmregularien einhalten. Das stellte Fahrzeug- und Aufbauhersteller bislang vor eine Herausforderung: Equipment wie Mischer, Kipper oder Kräne sind nämlich an den Nebenabtrieb (Power-Take-Off, PTO) des Getriebes gekoppelt. Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor muss dieser also im Stand laufen, damit das Equipment funktioniert.
Mit eWorX bietet ZF nun eine komplette Plug-and-work-Lösung für Fahrzeug- und Aufbauhersteller. Diese haben dank der bewährten mechanischen Schnittstellen, der CAN-Kommunikation und anwendungsspezifischer Softwarepakete von eWorX weniger Entwicklungsaufwand.
Aufgrund des geräuscharmen elektrischen Antriebs können Arbeitsgeräte damit nicht nur lokal emissionsfrei, sondern auch außerhalb bisher üblicher Zeiten und in geräuschsensiblen Umgebungen betrieben werden. Das System arbeitet unabhängig vom Fahrantrieb und kann sowohl mit elektrischen Zentral– als auch mit Achsantrieben genutzt werden.
Umfassendes Portfolio für die E-Mobilität
„Wir liefern intelligente, schlüsselfertige Lösungen – für den elektrifizierten Antriebsstrang, elektrifizierte Nebenabtriebe, elektrifizierte Fahrwerktechnik und vieles mehr“, sagt Dr. Christian Brenneke, Senior Vice President für Product Engineering bei der ZF-Division Commercial Vehicle Solutions (CVS). Seit fast drei Jahrzehnten treibe ZF die Elektrifizierung des Nutzfahrzeugantriebs voran. „Egal, ob es sich um Elektrifizierungsstrategien oder innovative Technologien für konventionelle Modellplattformen handelt – wir können Herstellern und Flottenbetreibern Lösungen aus einer Hand liefern.“ (jk)
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