Schaeffler zet in op elektrische mobiliteit. De onderneming lanceert gelijktijdig verschillende nieuwe elektrische asaandrijvingen (elektrische assen). “Elektrische assen zijn een sleutelelement in onze strategie voor elektrische mobiliteit”, zegt Matthias Zink, CEO Automotive Technologies bij Schaeffler AG. Tot nu toe werden tot drie aandrijfcomponenten in één compacte eenheid samengevoegd. Met de zogenaamde 4-in-1 elektrische as gaat Schaeffler een stap verder door het thermomanagementsysteem en de elektromotor, vermogenselektronica en transmissie in de asaandrijving te integreren.
De 4-in-1 elektrische as maakt de asaandrijving compacter en lichter en zorgt voor meer comfort. Een efficiënt thermisch beheersysteem zorgt er ook voor dat een auto verder rijdt op één acculading en sneller wordt opgeladen.
Warmte
Warmte is een schaarse en waardevolle hulpbron in elektrische auto’s. Elektrische auto’s beschikken niet over de afvalwarmte van verbrandingsmotoren om bijvoorbeeld het interieur te verwarmen. Daarnaast hangen, vooral bij hoge en lage buitentemperaturen, de actieradius en het snelle laadvermogen in wezen af van de vraag of bijvoorbeeld de batterij in een geschikt temperatuurvenster kan worden gehouden. “Het thermomanagementsysteem is van grote invloed op de efficiëntie en het comfort van het voertuig”, aldus Dr. Jochen Schröder, hoofd van de bedrijfsdivisie E-Mobility bij Schaeffler.
Thermisch management
Schaeffler biedt daarom nu al thermomanagementsystemen aan voor alle typen aandrijflijnen van voertuigen en blijft deze verder ontwikkelen. Een nieuwe benadering is de combinatie van de aandrijfcomponenten van een conventionele elektrische as met het thermomanagementsysteem, dat tot nu toe meestal een zelfstandige module was.
“Hierdoor ontstaat een zeer geïntegreerd en compact totaalsysteem, dat aanzienlijk minder ruimte inneemt dan niet-geïntegreerde oplossingen”, aldus Schröder. Daarnaast gaat er minder energie verloren in de vorm van warmte, omdat overbodige slangen en kabels kunnen worden weggelaten.
4-in-1 systeem
“Naast de compacte bouwwijze is het grootste voordeel van het 4-in-1 systeem het geoptimaliseerde samenspel van de afzonderlijke subsystemen”, aldus Schröder. De experts van Schaeffler houden altijd rekening met het thermische gedrag van de afzonderlijke aandrijfcomponenten, zoals de elektromotor of de vermogenselektronica, maar ook met een zo efficiënt en compleet mogelijk thermisch management van het gehele voertuig.
Zo zorgt bijvoorbeeld een intelligent regelsysteem ervoor dat overtollige warmte van de vermogenselektronica en de elektromotor efficiënt wordt afgevoerd en in het interieur van het voertuig wordt gebruikt. De temperatuur van de batterij wordt ook zo geregeld dat de auto verder kan rijden op één batterijlading en dat de batterij sneller wordt opgeladen.
Nieuwe warmtepomp
De leverancier realiseert verdere efficiëntievoordelen door een nieuwe warmtepomp in te voeren, die werkt met het natuurlijke koelmiddel kooldioxide. Kooldioxide is niet alleen minder belastend voor het milieu dan een conventioneel koudemiddel, het heeft ook fysische eigenschappen, die een efficiëntere verwarming en koeling van voertuigen mogelijk maken. “Door middel van onze 4-in-1 elektrische as met een geïntegreerd thermisch managementsysteem kunnen we een nog hoger efficiëntieniveau van het complete systeem bereiken,” zegt Schröder. Een efficiëntieniveau tot 96 procent is mogelijk in een optimaal ontworpen systeem. Elk extra procentpunt vertaalt zich in een grotere actieradius.
Elektrische aandrijvingen
Met de 4-in-1 elektrische as ontwikkelt Schaeffler haar tot nu toe meest omvangrijke aandrijfsysteem voor elektrische auto’s. “Dergelijke sterk geïntegreerde complete systemen zijn aantrekkelijk voor zowel gevestigde autofabrikanten als nieuwe spelers”, aldus Schröder. Hierdoor kunnen de ontwikkelingstijd en de kosten voor de complexe nieuwe ontwikkeling van de complete aandrijving gereduceerd worden. Niettemin zal het bedrijf zijn klanten afzonderlijke componenten en subsystemen voor elektrische en hybride aandrijvingen blijven aanbieden, zoals elektromotoren, transmissies, lagers en het thermomanagementsysteem. Het aanbod omvat ook de combinatie van twee of drie aandrijfcomponenten.
Schaeffler ontsluit hiermee een grote markt, vooral omdat in de toekomst elektrische assen in voertuigen van personenauto’s tot en met lichte bedrijfswagens gebruikt zullen worden – met zuiver elektrische aandrijving en aandrijving op basis van brandstofcellen. Dit zou zich ook uitstrekken tot op maat gemaakte elektrische assen en componenten voor de elektrificatie van bedrijfsvoertuigen en zware toepassingen.
Elektrische balansas
Voor de elektrificatie van medium-duty pick-up trucks, met name voor de Noord-Amerikaanse markt, ontwikkelt en produceert Schaeffler een elektrische balansas. Bij deze as zijn de elektromotor, de transmissie, de vermogenselektronica en de complete achteras met elkaar verbonden en worden als inbouwklare eenheid aan de klant geleverd. Dergelijke assen zijn meer dan twee meter breed. Schaeffler heeft reeds de eerste orders voor elektrische ballastassen van autofabrikanten binnengehaald. Daarmee betreedt de onderneming een nieuw marktsegment voor elektrische asaandrijvingen.
Wereldwijd productienetwerk
Schaeffler produceert componenten voor elektrische assen op verschillende locaties wereldwijd. In september 2021 is de productie gestart in haar fabriek in Szombathely, Hongarije. Deze productielocatie is de eerste pure e-mobility fabriek van de Schaeffler Groep en haar nieuwe competentiecentrum voor de productie van componenten en systemen voor geëlektrificeerde aandrijflijnen.
Bovendien worden in Taicang, China, componenten voor e-mobiliteit en geïntegreerde elektrische asaandrijvingen geproduceerd. Een andere productiefaciliteit wordt opgezet in Wooster, VS, waar al hybride modules worden geproduceerd. En in Bühl, de hoofdvestiging van de Schaeffler-divisie Automotive Technologies, wordt momenteel de nieuwe wereldwijde hoofdvestiging voor elektromotoren gebouwd.