ZF разрабатывает электродвигатель, который работает без магнитов. В отличие от доступных сегодня безмагнитных концепций двигателей с внешним возбуждением, модель I2SM от ZF передает энергию магнитного поля через индуктивный возбудитель внутри вала ротора.
По словам ZF, решение должно обеспечить «уникальную компактность с максимальной плотностью мощности и крутящего момента». Синхронный двигатель с внешним возбуждением (FSM) также не требует постоянных магнитов или редкоземельных элементов.
Разрабатывая I2SM (синхронный двигатель с индуктивным возбуждением внутри ротора), ZF хочет сделать эти двигатели «чрезвычайно устойчивыми в производстве и очень мощными и эффективными в эксплуатации». По заявлению поставщика, производительность также соответствует синхронным машинам с постоянными магнитами.
Современные приводы FSM, хотя и без магнитов, по-прежнему требуют скользящих или щеточных элементов для передачи тока во вращающийся ротор. Это требует сухого места для установки, т.е. недоступного для охлаждения маслом, и дополнительных уплотнений. Поскольку «обычные» FSM примерно на 90 мм больше, это место для установки должно быть предусмотрено при разработке автомобиля. Таким образом, производители не могут просто заменить PSM на FSM.
Однако с компактным I2SM это должно быть возможно. ZF называет эту особенность «пространственно-нейтральной интеграцией» возбудителя в ротор, что означает отсутствие недостатков в осевом пространстве. Кроме того, увеличение плотности мощности в роторе приводит к повышению производительности. Наиболее примечательно, что I2SM с его индуктивным блоком передачи не нуждается в петлях, щетках или дополнительных уплотнениях.
По сравнению с обычными системами FSM, индуктивный возбудитель, как говорят, снижает потери при передаче энергии к ротору на 15%. Кроме того, выбросы CO2 при производстве могут быть сокращены до 50% – но эта экономия применима к PSM, в котором постоянные магниты должны изготавливаться с высоким энергопотреблением.
ZF планирует довести технологию I2SM до уровня серийного производства в неизвестные сроки и предложить ее в качестве опции в своем портфолио e-drive. Клиенты могут выбирать между 400-вольтовой или 800-вольтовой архитектурой для легковых или коммерческих автомобилей. Последний основан на чипах из карбида кремния в силовой электронике.
«С этим электромотором без магнитов и без редкоземельных материалов у нас появилась еще одна инновация, с помощью которой мы постоянно совершенствуем наш ассортимент электроприводов для создания еще более устойчивой, эффективной и ресурсосберегающей мобильности», — сказал д-р Хольгер Кляйн, генеральный директор ZF. «Это наш руководящий принцип для всех новых продуктов. И в настоящее время мы не видим конкурента, который освоил бы эту технологию так же хорошо, как ZF».
Член совета по развитию Стефан фон Шукманн добавляет, что привод стал «впечатляющим доказательством нашей стратегии сделать электронные приводы более ресурсосберегающими и устойчивыми, в первую очередь за счет повышения эффективности».