A partir de 2025, ZF comenzará a comercializar su nueva línea de motores eléctricos que incluyen nuevo diseño del motor-generador y del resto de los componentes que forman el tren de potencia. El sistema completo está formado por la transmisión, el inversor, con la electrónica de potencia que maneja corriente alterna y continúa, y el software que integra todo el lote. El conjunto ofrece un formato y unas especificaciones superiores a las que pueden llegar a desarrollar internamente los fabricantes de automóviles.
Desde hace ya unos años, la empresa alemana ZF viene mostrando su apuesta por la electromovilidad. La creación de una nueva división interna dedicada exclusivamente a las líneas de transmisión electrificadas mostraba su apuesta por el desarrollo de componentes para trenes de potencia eléctricos. Paralelamente, redujo el desarrollo de motores de combustión interna ya que es una línea de negocio que dejará de aportar beneficios en los próximos años. Fruto de este trabajo son las novedades que presenta para 2025.
ZF indica que, respecto a la generación actual, sus nuevos motores son más compactos y ligeros, más eficientes, más sostenibles y que, por lo tanto, ofrecen una mayor densidad de energía. Además, su escalabilidad permite que sean más baratos de fabricar que los motores eléctricos desarrollados para una sola aplicación.
Los trenes motrices integrados de ZF pueden manejar una amplia variedad de tareas. Pueden funcionar como unidades secundarias de 134 CV (en vehículos eléctricos con doble motor) o como unidades primarias de 402 CV. Debido a que las partes internas están estandarizadas, ZF asegura que se pueden adaptar a todos los vehículos eléctricos del mercado.
Innovación en motores eléctricos
Para alcanzar estas especificaciones, ZF ha trabajado sobre la refrigeración y el diseño de los devanados de cobre, que es nueva con respecto a la actual. Ofrecerá tres tecnologías de motores: imanes permanentes, asíncronos (sin imanes), también conocidos como motores de inducción, y motores de excitación externa.
En el caso de los motores de imanes permanentes, el rotor, la parte giratoria, mantiene las características habituales de este componente, con los imanes situados sobre él. La novedad se encuentra en la camisa de agua de refrigeración del estátor, que es el que contiene los devanados de cobre que generan el campo magnético inducido a los imanes. Interiormente, unas ranuras se encargan de llevar el ZF Ecofluid E, un aceite refrigerante dieléctrico (que no conduce la electricidad), que está en contacto directo con los devanados.
El diseño de los devanados también ha cambiado, alejándose del habitual tipo horquilla, llamado así porque la piezas de alambre que los forman tienen esa apariencia y están unidas por cientos de puntos de soldadura. En este caso, son devanados trenzados formados en un solo paso y que tienen solo 24 puntos de soldadura.
El cabezal de bobinado, donde se realizan las uniones, es más pequeño (15 mm en lugar de 28 mm). El enfriamiento permite que el motor pueda funcionar continuamente y a más revoluciones, alcanzando de manera nominal un 85 % de la potencia máxima.
Esta configuración permite además que los elementos pesados formados por tierras raras se reduzcan tan solo un 1 % lo que facilita la mejora de la refrigeración. El nuevo diseño de los devanados reduce en un 10 % la longitud total del motor, aumenta la densidad de potencia y par y reduce en un 10 % la cantidad de materias primas utilizadas.
La transmisión
El diseño de la transmisión también se aleja bastante del habitual. Desde 2011, la transmisión eléctrica de ZF consta de un conjunto de engranajes de dos etapas típico. La reducción de las revoluciones del motor se realiza una vez en la primera etapa y nuevamente en la segunda.
Posteriormente, la potencia se trasladó a las ruedas a través de un diferencial separado. Ahora, la nueva transmisión incluye una pila de dos juegos de engranajes planetarios (uno dentro del otro) y también hace el trabajo de un diferencial. Se basa en una tecnología similar a la que ZF introdujo en la transmisión automática de 9HP con tracción delantera en 2011. El resultado ocupa un 25 % menos de espacio que los diseños actuales, pesa un 10 % menos y sufre un 20 % menos de pérdidas de transmisión. Al mismo tiempo, el ruido y el refinamiento igualan la tecnología existente.
