Így növeli az e-autók hatótávolságát a Schaeffler

Egyre több e-autó gurul az utakon szerte a világon. 2023 júliusában Németországban minden ötödik új autót elektromos meghajtással értékesítettek. Azonban az elektromos járművek hatótávolsága továbbra is gond. Európában minden második elektromos vagy hibrid jármű vezetője azt állítja, hogy a hatótáv az egyike az elektromos autókkal kapcsolatos három legnagyobb problémának. (Forrás: Shell EV-Driver-Report 2023). Ehhez hozzájön még az is, hogy bár – főleg télen – a sok elektromos alkatész extra kényelmet biztosít, de többletenergiát is igényel – a hatótáv rovására.

„A Schaeffler megoldásokat fejleszt a hatótávolsággal kapcsolatos kihívások leküzdésére” - mondja Matthias Zink, a Schaeffler AG Autóripari Technológiák üzletágának vezérigazgatója. „Az intelligens műszaki megoldásokkal, valamint a teljesen villamosított hajtásokhoz szükséges alkatrészek és rendszerek széles választékával az e-mobilitást még alkalmasabbá tesszük a mindennapi használatra: csökkentjük az energiafogyasztást, így a hatótávolság nő.” A sofőröknek ritkábban kell tölteniük a járműveket. A járművek méretétől függően a járműgyártók az energiamegtakarítást arra is használhatják, hogy az akkumulátort méretét csökkentsék, és a járműveket így költséghatékonyabbá tegyék.

Rendkívül hatékony csapágymegoldások

Egyetlen autó sem közlekedik csapágy nélkül – még az e-autók sem. A nagyobb hatótávolság kulcsa ebben az esetben: a súrlódási veszteségek csökkentése. A csapágypontok súrlódása miatt energiaveszteség keletkezik, és ezért nem áll rendelkezésre elegendő energia a hajtás számára. A Schaeffler nagy hatásfokú, kis súrlódású hajtóműcsapágy-készlete kereken 50 watt energiát takarít meg a hagyományos csapág-megoldásokhoz képest. Ez automatikusan nagyobb hatótávolságot jelent. Alternatív megoldásként a külső tükrök vagy a kormány télen 40, illetve 50 wattal fűthetőek anélkül, hogy az a hatótávolság kárára válna. A Schaeffler elektromos autók hajtóműcsapágyai kifejezetten az elektromos hajtás bemenő tengelyének magas fordulatszámához vannak igazítva, és optimális teljesítményfelvételt biztosítanak.

A Schaeffler TriFinity kerékcsapágyai még nagyobb hatótávolságot biztosítanak. A kerékcsapágyak az e-autók futóművének részeként a meghajtó tengelyeket és keréktengelyeket vezetik. Biztosítják, hogy a kerekek kis ellenállással forogjanak nagy mechanikai terhelés mellett is. A kerékcsapágyakra hatalmas erők hatnak a futóműben. Ráadásul egy 180 ezer kilométeres távon kereken 100 milliószor fordulnak meg. A TriFinity kerékcsapággyal a Schaefflernek sikerült 67 százalékkal csökkentenie a kerékcsapágyaknál egyébként szokásos veszteségeket. Ez több mint 200 watt megtakarítást jelent, és így mintegy 20 kilométerrel nagyobb hatótávolság érhető el egy teljesen feltöltött, 120 kilowattórás akkumulátorral rendelkező elektromos SUV-nál. Ezzel a teljesítménnyel a vezető és az első utasülés fűtése télen váltakozva működtethető – hatótávolság vesztése nélkül. Ezek ülésenként körülbelül 100 wattot fogyasztanak az intenzív fűtési szakaszban, a TriFinity kerékcsapágy azonban tartós megtakarítást jelent. Ezenkívül a háromsoros TriFinity kerékcsapágy kereken 10 százalékkal könnyebb, mint egy ugyanolyan csapágyméretű kétsoros golyóscsapágy, és az élettartama is hosszabb. A több, mint 20 százalékkal nagyobb merevségének köszönhetően a csapágy nagyobb tengelyterhelést is képes átvinni, ami előnyös a nehezebb e-járműveknél.

Hatótáv-bajnok: Thermomanagement

Különösen nagy hatótávolság-potenciált biztosít a Thermomanagement, amelyet a Schaeffler körülbelül 15 éve fejleszt, és 2011 óta alapfelszereltségként szállít a járműgyártóknak. „Különösen az e-autók esetében befolyásol a Thermomanagement számos, az ügyfelek számára releváns tulajdonságot, mint például a hatótávolság és a kényelem. Egyre inkább versenyképes tényezővé válik az autógyártók számára” – mondja Dr. Jochen Schröder, a Schaeffler E-Mobility terület vezetője. A beszállító integrált hőszabályozó megoldásokat kínál – a rugalmasan felhasználható alkatrészektől a magasan integrált hőszabályozó rendszereken keresztül a 4 az 1-ben e-tengelyekig. Itt a motor, a sebességváltó, a teljesítményelektronika és a termikus rendszer egy egységként került optimalizálásra. A decentralizált hőszabályozás további tömlőire és kábeleire már nincs szükség, és kevesebb az energiaveszteség.

Ezenkívül a kevesebb alkatrész kisebb súlyt és egyszerűbb összeszerelést jelent a járműgyártók számára. Ez az integráció tovább növeli a hatótávolságot és javítja a gyorstöltési időt, mert a hajtást és az akkumulátort a megfelelő hőmérsékleten tartja. Ezen túlmenően az utasok számára a klímakomfortot is biztosítja. A négy alrendszer optimalizált kölcsönhatásnak köszönhetően takarít meg egy 75 kilowattórás akkumulátorkapacitású kompakt e-autó 100 kilométerenként körülbelül egy kilowattóra energiát. Ez körülbelül hét százalékkal nagyobb hatótávot, azaz bő plusz 36 kilométert jelent. Mind a 4 az 1-ben e-tengelyhez, mind az alkatrészekhez fejleszt a Schaeffler egy új hőszivattyút, amely a környezeti levegőből nyeri vissza a hőenergiát, és hasznosítja a motor, a teljesítményelektronika és az akkumulátor hulladékhőjét. A sofőrök így spórolnak az akkumulátor teljesítményével, ami télen egyébként is szűkösebb. Egy 75 kilowattórás akkumulátorral és decentralizált hőkezeléssel rendelkező kompakt osztályú járműhöz képest a 4 az 1-ben e-tengellyel és hőszivattyús rendszerrel rendelkező jármű körülbelül négy kilowattórával kevesebb energiát fogyaszt 100 kilométeren (WLTC-ben mérve, külső hőmérséklet: -7 Celsius-fok). Ez hatótávolságra lefordítva azt jelenti, hogy 17 százalékkal, azaz 48 kilométerrel hosszabb utat lehet megtenni. Alternatív megoldásként a vezető és az első utas kényelmesen érezheti magát a fűtött ülésekkel és kormánykerékkel, míg a fűtött külső tükrök és a jégmentes hátsó ablak nagyobb biztonságról gondoskodnak (együtt körülbelül 410 watt energiafogyasztás). További plusz pontot ér a Schaeffler hőszivattyús rendszere: természetes hűtőközegként szén-dioxiddal (R744) működik, amely lényegesen kisebb környezetterhelést jelent, mint a hagyományos hűtőközegek (Rf1234yf). Az R744 nem gyúlékony, alacsony globális hűtőház-potenciállal rendelkezik, és nem károsítja az ózonréteget. Így tesznek az autógyártók és az autóvezetők a jövő biztonságáért és a klímavédelemért.

A Schaeffler a müncheni IAA Mobility 2023 kiállításon számos új technológiát mutat be, mely a fenntartható, hatékony és kényelmes mobilitás jövőjét támogatja – az e-cargo városi áruszállítástól, az újfajta kormányzáson, a nagy hatékonyságú elektromos és hidrogénhajtásokon át az új mobilitási koncepciókig.