ZF, 신형 800의 프로토타입으로 EVbeat 컨셉 차량 공개

May 20, 2023

프리드리히스하펜에서 열린 글로벌 기술의 날에서 ZF는 실제 작동 시 최대의 소형화, 경량화, 최대의 효율성을 위해 설계된 전기 컨셉 차량 EVbeat를 선보였습니다. 이 ZF 전기 자동차에서는 e-드라이브라인의 구성 요소가 최적화되어 전체적인 시스템으로 결합되었습니다. 여기에는 토크 밀도가 70N·m/kg인 74kg의 경량 및 초소형 드라이브라인, 전체적인 열 관리 및 클라우드 네트워크 드라이브라인 소프트웨어가 포함됩니다.

EVbeat 컨셉 차량

어는점 부근의 추운 온도에서 실제 작동 범위는 현재 기술에 비해 최대 3분의 1까지 증가합니다.

ZF EVbeat 컨셉 차량은 Porsche Taycan을 기반으로 하며 ZF 및 기타 시장 참가자의 선도적인 시리즈 기술을 벤치마크로 삼습니다.

EVSys800 e-드라이브. 컨셉에 사용된 EVSys800은 모듈식 800V 드라이브이며 SiC 전력 전자 장치, 전기 모터 및 감속 기어박스로 구성됩니다. 매우 컴팩트한 디자인과 가벼운 무게에도 불구하고 EVbeat는 성능을 인색하지 않습니다. 컨셉트 차량은 리어 액슬에서 사용할 수 있는 최대 토크가 5200N·m이며, 이는 킬로그램당 70N·m의 도로 합법적 승용차에 대한 고유한 높은 토크 밀도를 갖습니다. 전기 모터의 연속 출력과 최대 출력은 각각 206kW와 275kW입니다. 따라서 ZF는 최대 출력의 약 75%에 달하는 연속 출력을 달성합니다.

EVSys800

새로운 편조 권선을 갖춘 E-모터 고정자.

총 중량이 74kg인 EVSys800은 최신 ZF 800볼트 시리즈 드라이브와 동일한 출력으로 정규화되었으며 약 40kg, 즉 30% 더 가벼워져 컨셉트 차량의 중량 절감에 크게 기여합니다.

이를 위해서는 새로운 냉각 개념과 새로운 권선 기술을 갖춘 전기 모터가 필수적입니다. 냉각을 위해 ZF는 작동 중 대부분의 열이 발생하는 지점에서 구리 막대 주위로 오일이 직접 흐르도록 합니다. 이러한 고효율 냉각은 동일한 무게와 설치 공간에서도 성능을 크게 향상시킵니다.

또한, 무거운 희토류를 사용하지 않아도 되고, 전기 모터를 더욱 지속 가능하게 생산할 수 있습니다. ZF가 개발하고 특허를 획득한 'Braided Winding' 기술은 웨이브 와인딩을 더욱 발전시킨 기술로 설치 공간을 총 10% 줄일 수 있습니다. 와인딩 헤드만 기존 접근 방식보다 최대 50% 더 작습니다. 이렇게 하면 약 10%의 구리가 절약됩니다.

전기 구동 장치의 인버터가 근본적으로 재설계되었으며 모든 필수 구성 요소가 근본적으로 수정되었습니다. 설치 공간, 무게, 지속 가능성 측면에서 전자파 적합성, 전원 모듈 및 커패시터의 각 영역에서 상당한 개선이 이루어졌습니다.

SIC 기술이 적용된 인버터

새로운 동축 감속 기어박스는 두 개의 유성 기어 세트를 통해 전기 모터의 구동력을 전달합니다. 원하는 최종 구동 비율을 생성할 뿐만 아니라 완전히 통합된 차동 기능도 수행합니다.

동축 감속기

입력 샤프트와 출력 샤프트가 동일한 축에 있지 않은 기존 오프셋 개념과 비교하여 동축 솔루션은 효율성, 소음 및 진동을 저하시키지 않으면서 무게와 설치 공간 요구 사항을 줄입니다. Braided Winding 기술과 결합하여 이 드라이브를 상당히 짧게 만들 수 있으므로 거의 모든 차량 설치 공간에 설치할 수 있습니다.

열 관리. 차량의 온도 제어는 겨울철 에너지 요구량의 상당 부분을 차지할 수 있으며, 특히 난방을 할 때 에너지 요구량은 3~6kW가 될 수 있습니다. 여름에는 쾌적한 시원함, 겨울에는 따뜻함이 입주자에게 가장 큰 편안함 요소입니다. 적절한 온도는 전기 모터, 전력 전자 장치 및 배터리의 성능을 위한 필수 요소이기도 합니다.

써마스

ZF가 전기 자동차용으로 개발한 최초의 중앙 열 관리 시스템(TherMaS)이 EVbeat 컨셉 차량에 통합되었습니다. TherMaS는 중앙 장치와 지능형 소프트웨어를 사용하여 드라이브라인과 승객석의 모든 열 프로세스를 제어합니다. 새로운 디자인은 전기 자동차의 냉난방을 위한 이전 접근 방식에 비해 공간 요구 사항과 무게를 크게 줄였습니다. 프로판 기반 800V 열 펌프는 또한 훨씬 적은 에너지를 필요로 합니다. 컴팩트하고 심플한 디자인으로 차량에 쉽게 장착할 수 있습니다.