H εταιρεία έχει επικεντρωθεί στην ανάπτυξη ενός ιδιαίτερα αποδοτικού συστήματος διαχείρισης θερμότητας, για να επιτύχει μεγαλύτερη άνεση και αυτονομία, με τον νέο e-axle.
Η Schaeffler εστιάζει στην ηλεκτρική κινητικότητα και το αποδεικνύει λανσάροντας αρκετά νέα μοτέρ σε αυτόν τον τομέα. «Οι ηλεκτρικοί άξονες αποτελούν βασικό στοιχείο της στρατηγικής μας για την ηλεκτρική κινητικότητα», δηλώνει ο Matthias Zink, Διευθύνων Σύμβουλος Automotive Technologies της Schaeffler AG. Έως τώρα, μέχρι και τρία εξαρτήματα μετάδοσης κίνησης συναρμολογούνταν σε μία συμπαγή μονάδα.
Με τον λεγόμενο ηλεκτρικό άξονα 4 σε 1, η Schaeffler προχωρά ένα βήμα παραπέρα, ενσωματώνοντας το σύστημα θερμικής διαχείρισης, καθώς και τον ηλεκτροκινητήρα, τα ηλεκτρονικά ισχύος και τη μετάδοση στην κίνηση του άξονα.
Όπως επισημαίνει η εταιρεία, αυτό κάνει το συγκρότημα για την κίνηση του άξονα πιο συμπαγές ή και ελαφρύτερο και εξασφαλίζει μεγαλύτερη άνεση. Ένα ιδιαίτερα αποδοτικό σύστημα διαχείρισης θερμότητας διασφαλίζει, επίσης, ότι το αυτοκίνητο ταξιδεύει περισσότερα χιλιόμετρα με μία φόρτιση μπαταρίας και φορτίζει πιο γρήγορα. Μία άλλη νέα εξέλιξη είναι οι άκαμπτοι ηλεκτρικοί άξονες για pick-up φορτηγά. Στο μέλλον, η Schaeffler θα προμηθεύει άκαμπτους άξονες σε κατασκευαστές αυτοκινήτων, ιδιαίτερα στη Βόρεια Αμερική.
Θερμική διαχείριση
Η θερμότητα είναι μία σπάνια και πολύτιμη πηγή στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, καθώς δεν έχουν την περίσσεια θερμότητας που υπάρχει στους κινητήρες εσωτερικής καύσης και χρησιμοποιείται, π.χ., για τη θέρμανση του εσωτερικού. Επιπλέον, ιδιαίτερα σε υψηλές και χαμηλές εξωτερικές θερμοκρασίες, η αυτονομία και η ικανότητα ταχείας φόρτισης εξαρτώνται ουσιαστικά από το εάν, για παράδειγμα, η μπαταρία μπορεί να κρατηθεί εντός του κατάλληλου εύρους θερμοκρασίας. «Το σύστημα διαχείρισης θερμότητας έχει σημαντική επίδραση στην απόδοση και την άνεση του οχήματος», σημειώνει ο Δρ. Jochen Schroder, επικεφαλής του επιχειρηματικού τμήματος E-Mobility της Schaeffler. Η εταιρεία προσφέρει, ήδη, συστήματα θερμικής διαχείρισης για όλους τους τύπους κινητήρων οχημάτων και συνεχίζει να τα αναπτύσσει.
Μία νέα προσέγγιση είναι ο συνδυασμός των κινητήριων στοιχείων ενός συμβατικού ηλεκτρικού άξονα με το σύστημα θερμικής διαχείρισης, το οποίο αποτελούσε ανεξάρτητη μονάδα στις περισσότερες περιπτώσεις μέχρι τώρα.
«Αυτό δημιουργεί ένα εξαιρετικά ολοκληρωμένο και συμπαγές πλήρες σύστημα, το οποίο απαιτεί σημαντικά λιγότερο χώρο από τις μη ολοκληρωμένες λύσεις», υπογραμμίζει ο Schroder. Επιπλέον, χάνεται λιγότερη ενέργεια με τη μορφή θερμότητας, επειδή μπορούν να υπάρχουν κοινοί σωλήνες και καλώδια. «Εκτός από τη συμπαγή σχεδίαση, το μεγαλύτερο πλεονέκτημα του συστήματος 4 σε 1 είναι η βελτιστοποιημένη αλληλεπίδραση των επιμέρους υποσυστημάτων», προσθέτει. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ειδικοί της Schaeffler λαμβάνουν πάντα υπόψη τη θερμική συμπεριφορά μεμονωμένων εξαρτημάτων μετάδοσης κίνησης, όπως ο ηλεκτροκινητήρας ή τα ηλεκτρονικά ισχύος, καθώς και την πιο αποτελεσματική και ολοκληρωμένη θερμική διαχείριση ολόκληρου του οχήματος. Για παράδειγμα, ένα έξυπνο σύστημα ελέγχου διασφαλίζει ότι η υπερβολική θερμότητα διαχέεται αποτελεσματικά από τα ηλεκτρονικά στοιχεία ισχύος και τον ηλεκτροκινητήρα και ότι χρησιμοποιείται στο εσωτερικό του οχήματος.
Η θερμοκρασία της μπαταρίας ρυθμίζεται, επίσης, με τέτοιο τρόπο ώστε το αυτοκίνητο να μπορεί να ταξιδέψει περισσότερα χιλιόμετρα με μία φόρτιση και να φορτίζει πιο γρήγορα. Ο προμηθευτής εκμταλλεύεται περαιτέρω οφέλη από την απόδοση φέρνοντας μία νέα αντλία θερμότητας, η οποία λειτουργεί με το φυσικό ψυκτικό μέσο, το διοξείδιο του άνθρακα. Όχι μόνο το διοξείδιο του άνθρακα έχει μικρότερη επίδραση στο περιβάλλον από το συμβατικό ψυκτικό ρευστό, αλλά έχει επίσης φυσικά χαρακτηριστικά, τα οποία επιτρέπουν πιο αποτελεσματική θέρμανση και ψύξη των οχημάτων. «Με τον ηλεκτρικό μας άξονα 4 σε 1 με ένα ενσωματωμένο σύστημα διαχείρισης θερμότητας, μπορούμε να επιτύχουμε ακόμη υψηλότερο επίπεδο απόδοσης του πλήρους συστήματος», εξηγεί ο Schroder. Σύμφωνα με την εταιρεία, είναι δυνατό να επιτευχθεί ένα επίπεδο απόδοσης έως και 96% σε ένα βέλτιστα σχεδιασμένο σύστημα, ενώ κάθε επιπλέον ποσοστιαία μονάδα μεταφράζεται σε αυξημένη αυτονομία.
Από το μεμονωμένο εξάρτημα έως το πλήρες σύστημα
Ο ηλεκτρικός άξονας 4 σε 1 της Schaeffler αποτελεί ένα από τα πιο ολοκληρωμένα συστήματα κίνησης για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. «Τέτοια πλήρως ολοκληρωμένα συστήματα είναι ελκυστικά τόσο για καθιερωμένους κατασκευαστές αυτοκινήτων όσο και για νέους παίκτες», συνεχίζει ο Schroder. Αυτό επιτρέπει τη μείωση του χρόνου ανάπτυξης και του κόστους για την πλήρη εξέλιξη ολόκληρου του συστήματος.
Ωστόσο, η εταιρεία θα συνεχίσει να προσφέρει στους πελάτες της μεμονωμένα εξαρτήματα και υποσυστήματα για ηλεκτρικές και υβριδικές διατάξεις κίνησης, όπως ηλεκτροκινητήρες, κιβώτια ταχυτήτων, ρουλεμάν και σύστημα διαχείρισης θερμότητας. Η γκάμα περιλαμβάνει, ακόμη, τον συνδυασμό δύο ή τριών στοιχείων κίνησης.
Επομένως, η Schaeffler ανοίγει μία ιδιαίτερα μεγάλη αγορά, ειδικά επειδή στο μέλλον οι ηλεκτρικοί άξονες θα χρησιμοποιούνται σε μία εκτενή γκάμα οχημάτων, από επιβατικά έως ελαφρά επαγγελματικά οχήματα -με αμιγώς ηλεκτρικούς κινητήρες και κινητήρες βασισμένους σε κυψέλες καυσίμου. Αυτό θα επεκταθεί και σε προσαρμοσμένους ηλεκτρικούς άξονες και εξαρτήματα για την ηλεκτροκίνηση επαγγελματικών οχημάτων και εφαρμογών βαρέως τύπου. Για την ηλεκτροκίνηση των pick-up φορτηών μεσαίας χρήσης, ιδιαίτερα για την αγορά της Βόρειας Αμερικής, η Schaeffler αναπτύσσει και θα κατασκευάσει έναν άκαμπτο ηλεκτρικό άξονα.
Στον άκαμπτο άξονα, ο ηλεκτροκινητήρας, η μετάδοση, τα ηλεκτρονικά ισχύος και ολόκληρος ο πίσω άξονας συνδέονται μεταξύ τους και παρέχονται στον πελάτη ως έτοιμη μονάδα.
Παγκόσμιο δίκτυο παραγωγής
Η Schaeffler κατασκευάζει εξαρτήματα για ηλεκτρικούς άξονες σε διάφορες τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο. Τον Σεπτέμβριο του 2021 ξεκίνησε η παραγωγή στο εργοστάσιό της στο Szombathely της Ουγγαρίας. Αυτή η μονάδα παραγωγής είναι το πρώτο αμιγώς εργοστάσιο ηλεκτροκίνησης του Ομίλου και το νέο κέντρο ικανοτήτων για την κατασκευή εξαρτημάτων και συστημάτων για ηλεκτροκίνητα συστήματα κίνησης. Επιπλέον, στο Taicang της Κίνας κατασκευάζονται εξαρτήματα για ηλεκτροκίνηση και ενσωματωμένους ηλεκτροκινητήρες αξόνων. Μία περαιτέρω μονάδα παραγωγής δημιουργείται στο Wooster των ΗΠΑ, όπου, ήδη, κατασκευάζονται υβριδικές μονάδες. Και το νέο παγκόσμιο εργοστάσιο μολύβδου για ηλεκτρικούς κινητήρες κατασκευάζεται τώρα στο Buhl, όπου βρίσκονται τα κεντρικά γραφεία του τμήματος Automotive Technologies της Schaeffler.
Η εταιρεία αξιοποιεί τα ισχυρά της στοιχεία στην παραγωγή ηλεκτρικών αξόνων: Η Schaeffler γνωρίζει καλά την παραγωγή μεμονωμένων εξαρτημάτων έως και μεθόδους κατασκευής υψηλής ακρίβειας, όπως η παραγωγή μεμονωμένων ελασμάτων για τον στάτη, όσον αφορά τους ηλεκτρικούς κινητήρες, και η περιέλιξη του ρότορα με τη χρήση της καινοτόμου κυματικής περιέλιξης. Με τη χρήση τους, μπορούν να επιτευχθούν βελτιώσεις σε επίπεδο μεμονωμένων εξαρτημάτων, οι οποίες από κοινού καταλήγουν σε ένα πιο αποτελεσματικό ολοκληρωμένο σύστημα. Τέλος, η εταιρεία χρησιμοποιεί το υψηλό επίπεδο στην παραγωγή της, για να φέρει γρήγορα στην αγορά ηλεκτρικούς κινητήρες σε μεγάλους όγκους.
ΠΗΓΗ: SCHAEFFLER
