ZF entwickelt Hochdrehzahl-E-Antrieb mit 30.000 U/min gegen China

Der Zulieferer ZF entwickelt einen Elektroantrieb mit extrem hohen Motordrehzahlen von bis zu 30.000 Umdrehungen pro Minute. Der sogenannte High Revolution Drive soll kompakter, leichter und ressourcenschonender sein als bisherige Antriebskonzepte des Unternehmens und richtet sich an den volumenstarken Pkw-Markt im Leistungsbereich von 150 bis 200 kW.

Deutlich kompakter als bisherige ZF-Systeme

Im Vergleich zu einem ZF-Antrieb mit 18.000 U/min ist der neue Hochdrehzahl-Antrieb laut Unternehmensangaben 25 Prozent leichter und 25 Prozent kompakter. Zugleich sinkt der Bedarf an Magnetmaterial um 50 Prozent, was die Abhängigkeit von chinesischen Rohstofflieferanten bei Seltenerdmagneten verringern soll. Das System erreicht einen Wirkungsgrad von bis zu 93 Prozent. In der gezeigten Ausführung leistet der Antrieb 200 kW beziehungsweise 272 PS und erzeugt am Rad ein maximales Drehmoment von 3.500 Newtonmeter. Ein zweistufiges Getriebe mit einer Übersetzung von etwa 18:1 sorgt für die nötige Drehmomentanpassung bei der hohen Motordrehzahl.

Das Gesamtsystem vereint E-Maschine, Inverter und Getriebe in einer einzigen Einheit, einem sogenannten 3-in-1-System. Die Basis bildet die modulare ZF-SELECT-Plattform, die unterschiedliche Leistungsstufen sowie 400- und 800-Volt-Systeme ermöglichen soll. Eine Serienproduktion ist spätestens bis 2030 geplant.

Antwort auf chinesische Konkurrenz

Hersteller wie BYD setzen bereits in Serienmodellen Motoren mit mehr als 30.000 Umdrehungen pro Minute ein. ZF reagiert damit auf einen Trend, der in China technologisch schon etabliert ist, während westliche Zulieferer erst nachziehen. Die Entwicklung reiht sich damit in Bemühungen ein, mit denen deutsche Autobauer auf neue Fertigungsverfahren gegen China setzen, um bei Kosten und Effizienz aufzuholen.

Thomas Meiser, Leiter der Business Unit E-Mobility bei ZF, erklärte: "Beim High Revolution Drive kommt die gesamte Systemkompetenz von ZF zum Tragen." Zur Wahl der Drehzahl sagte Meiser, die 30.000 Umdrehungen seien der Achtgänger: ein technisch und kommerziell attraktiver Punkt. Das Unternehmen stützt sich dabei auf jahrzehntelange Getriebe-Expertise, um Geräusch- und Schwingungsentwicklung bei den hohen Drehzahlen zu kontrollieren.

Druck auf deutsche Zulieferer wächst

Der technologische Vorstoß fällt in eine Phase, in der die deutsche Automobilindustrie insgesamt unter Druck steht. Die Branche beschäftigt derzeit so wenige Menschen wie seit 2005 nicht mehr, was zuletzt dazu führte, dass Länder und IG Metall einen Gegenkurs gegen den Jobabbau forderten. Gleichzeitig verschärft sich der Wettbewerb nicht nur bei Pkw, sondern auch in anderen Segmenten, etwa wenn chinesische Hersteller und Tesla den europäischen E-Lkw-Markt unter Druck setzen.

Offene Fragen zur Umsetzung

Unklar bleibt bislang, welche Fahrzeughersteller als Kunden für den High Revolution Drive vorgesehen sind. Ebenso offen ist, wie sich die Lärmcharakteristik des Systems im Vergleich zu konventionellen Antrieben konkret darstellt, obwohl die Motordrehzahl deutlich höher liegt. Auch zu den Mehrkosten durch das zweistufige Getriebe und die Integration im Vergleich zu einfacheren Single-Speed-Systemen liegen bislang keine Angaben vor. Bis zur geplanten Serienproduktion 2030 dürften sich hierzu weitere Details ergeben.