Zintegrowany, modułowy elektryczny napęd centralny to rozwiązanie, które może mieć przełomowe znaczenie dla elektryfikacji sektora ciężkiego pojazdów. Autorem projektu nazwanego CeTrax 2 dual jest firma ZF. Pierwszy seryjny pojazd wyposażony w ten napęd jest już produkowany. Wkrótce do seryjnych pojazdów trafi także inny projekt – zelektryfikowana oś ZF AxTrax 2.

Możliwości CeTrax 2 dual zaprezentowane podczas ZF Global Technology Days

Elektryczne napędy do pojazdów ciężarowych mogą mieć kompaktową budowę, co jest ich przewagą nad tradycyjnymi silnikami spalinowymi. Co więcej, dzięki możliwości zamknięcia ich elementów w modułach, istnieje więcej możliwości umieszczania ich w konkretnych platformach pojazdów.

Napęd CeTrax 2 dual od ZF mieści się w przestrzeni, w której w pojeździe zasilanym silnikiem spalinowym znajduje się skrzynia biegów. Dzięki temu możliwe jest budowanie na tej samej platformie nośnej zarówno pojazdów z napędem spalinowym, jak i elektrycznych. W zintegrowanym napędzie ZF mieszczą się silniki elektryczne, falowniki, komputer sterujący (ECU), siłowniki a także przekładnia zmiany biegów.

CeTrax 2 dual ZF nie jest już prototypem, ale rozwiązaniem gotowym do wykorzystania przez producentów samochodów. Pierwszym producentem, który zdecydował się na stworzenie na jego bazie elektrycznych wersji swoich ciężarówek jest DAF. Podczas spotkania ZF Global Technology Days, producent zaprezentował możliwości napędu CeTrax w praktyce. Zelektryfikowane ciężarówki przemierzały trasę testową, demonstrując możliwości w zakresie przyspieszania, płynności zmiany biegów oraz komfortu jazdy.

Szczegóły techniczne napędu CeTrax 2 dual

W układzie CeTrax 2 dual zintegrowano dwa falowniki 800V, przy których produkcji (w celu ograniczenia zużycia pierwiastków ziem rzadkich) wykorzystano węglik krzemu. Za napęd odpowiedzialne są dwa silniki elektryczne, które są w stanie dostarczać moc 516 KM i aż 24 700 Nm maksymalnego momentu obrotowego. Skrzynia biegów posiada trzy przełożenia. To oczywiście mocno upraszcza konstrukcję napędu względem standardowych wersji spalinowych. Priorytetem inżynierów ZF było jednak jednoczesne zapewnienie najwyższej możliwej płynności jazdy. Skrzynia została zatem wyposażona w dwa elektryczne siłowniki. Opracowano dla niej także specjalny sterownik elektroniczny i program zmiany biegów. Efektem jest bezwibracyjna zmiana przełożeń, niemal nieodczuwalna dla kierowcy.

ZF AxTrax 2 – zelektryfikowana oś napędowa do ciężarówek

W trakcie ZF Global Technology Days, niemiecki producent zaprezentował także oś napędową AxTrax 2, czyli modułowy, zintegrowany system napędu elektrycznego, który może być wykorzystywany w pojazdach dostawczych, a także w średnich i dużych  pojazdach ciężarowych. Rozwiązanie nadal jest prototypem, ale start jego produkcji seryjnej planowany jest na koniec 2024 r.

AxTrax 2 to system oparty na osiach, charakteryzujący się kompaktową konstrukcją, która pozwala zwiększyć przestrzeń potrzebną na akumulatory. Zwarta budowa zwiększa też elastyczność projektowania przez producentów przyszłych pojazdów. System AxTrax 2 można w pełni zsynchronizować z kluczowymi funkcjami pojazdu, w tym układami hamulcowymi, systemami ADAS i systemami zautomatyzowanej jazdy. Pozwala również zaawansowanym systemom cyfrowym i telematycznym komunikować się i udostępniać informacje o systemie e-osi za pośrednictwem magistrali CAN.

Platforma AxTrax 2 oferowana jest w dwóch wariantach: AxTrax 2 z jednym e-napędem oraz AxTrax 2 dual z dwoma zintegrowanymi e-napędami. Oba modele AxTrax 2 są przystosowane do tego, by zamontować je na platformach standardowych pojazdów spalinowych – zamiast silnika, skrzyni biegów, wału napędowego, mechanizmu różnicowego i konwencjonalnej osi w celu zelektryfikowania pojazdu użytkowego.

Dzięki rozwiązaniom takim jak AxTrax 2, w przyszłości możliwe stanie się przemyślenie na nowo architektury pojazdów użytkowych, w tym poprawa aerodynamiki i zwiększenie pojemności akumulatorów. Póki co jednak, ZF będzie oferować oś producentom pojazdów w ramach gotowych pakietów rozwiązań, umożliwiając im przeprowadzenie elektryfikacji modeli pojazdów aktualnie wyposażanych w silniki spalinowe.

Modułowość plaformy  umożliwia producentom stosowanie kompletnych systemów e-osi ZF lub alternatywnie łączenie ich z własnymi komponentami. Elementy, które mogą być dostarczone osobno to m.in.: e-silnik, konwerter z węglika krzemu (SiC), sterownik e-drive, e-siłownik i wielobiegowa skrzynia biegów.