Ein Elektromotor, der schneller dreht, kann kleiner ausfallen und trotzdem dieselbe Leistung liefern. Diesen Zusammenhang nutzt ZF für einen neu vorgestellten Elektroantrieb. Der Automobilzulieferer aus Friedrichshafen will den Motor auf bis zu 30.000 Umdrehungen pro Minute bringen und mit einem passenden Getriebe verbinden. Eine Serienproduktion strebt das Unternehmen für 2030 an.
Der High Revolution Drive vereint Motor, Leistungselektronik und Getriebe in einer Einheit. Die Elektronik steuert den Motor; das Getriebe passt dessen schnelle Drehung an die Räder an. ZF richtet das Konzept auf Pkw und spricht bereits mit Fahrzeugherstellern. Welches Auto den Antrieb tatsächlich erhält, steht in der Mitteilung nicht.
Mehr Drehzahl, weniger Drehmoment am Motor
Der entscheidende Zusammenhang betrifft zwei Größen: Drehzahl und Drehmoment. Drehzahl beschreibt, wie schnell sich die Motorwelle dreht. Drehmoment ist die Drehwirkung, mit der sie an ihrer Umgebung zieht. Die mechanische Leistung ergibt sich aus beiden Größen zusammen. Für dieselbe Leistung kann ein schneller drehender Motor daher an diesem Betriebspunkt mit weniger Drehmoment auskommen.
Das lässt sich mit einem Gedankenbeispiel veranschaulichen: Dreht eine Welle doppelt so schnell, genügt bei gleicher mechanischer Leistung das halbe Drehmoment. Die Beziehung zwischen Leistung, Drehzahl und Drehmoment gilt am jeweiligen Betriebspunkt; sie sagt für sich genommen noch nichts über den Verbrauch eines vollständigen Autos aus.
ZF zufolge hängt das benötigte Drehmoment eng mit dem Volumen des Rotors zusammen, also des rotierenden Teils im Motor. Das Unternehmen kann den Motor nach eigenen Angaben deshalb kleiner und leichter auslegen. Dazu gehört allerdings ein Getriebe, das zur hohen Drehzahl passt.
Das Getriebe macht die Drehung nutzbar
Die Räder sollen nicht mit Zehntausenden Umdrehungen pro Minute rotieren. Ein Untersetzungsgetriebe verringert ihre Drehzahl gegenüber der Motorwelle. Gleichzeitig steigt das Drehmoment an der Abtriebsseite; ein Teil der Leistung geht im Getriebe als Verlust verloren. Eine Untersuchung zur Abstimmung von Elektroantrieb und Getriebe beschreibt diesen Zusammenhang zwischen Motor und Achse.
ZF verwendet nach eigener Darstellung zwei Getriebestufen mit einer gesamten Übersetzung von etwa 18 zu 1. Vereinfacht heißt das: Bei 18 Umdrehungen des Motors dreht sich der Abtrieb einmal. Die vorgestellte Ausführung erreicht laut Unternehmen eine Spitzenleistung von 200 Kilowatt und ein maximales Drehmoment am Rad von 3.500 Newtonmetern. Spitzenwerte beschreiben nicht, was dauerhaft in jedem Fahrzustand anliegt.
Was ZF beim Vergleich angibt
Als Vergleich nennt ZF einen eigenen Antrieb der SELECT-Plattform mit 18.000 Umdrehungen pro Minute. Gegenüber diesem soll der neue Antrieb jeweils fast ein Viertel kleiner und leichter sein. Die benötigte Magnetmasse soll sich halbieren. Das sind Angaben des Herstellers zu diesem konkreten Vergleich, keine allgemeine Einsparung gegenüber jedem Elektroauto.
Weniger Magnetmaterial könnte den Materialbedarf des Motors senken. Ob und wie stark ein Fahrzeug dadurch im Alltag leichter oder sparsamer wird, hängt jedoch von seiner gesamten Konstruktion ab. Eine konkrete zusätzliche Reichweite nennt ZF nicht.
Hohe Drehzahlen stellen das System zugleich vor Aufgaben bei Geräuschen und Schwingungen. ZF will Motor, Lager, Zahnräder und deren Verzahnung gemeinsam darauf abstimmen. Den Wirkungsgrad der vorgestellten Einheit beziffert das Unternehmen auf knapp 93 Prozent und damit auf einem ähnlichen Niveau wie beim genannten Vergleichsantrieb. Der Wert ist eine Herstellerangabe; er ist kein Verbrauchswert für ein fertiges Fahrzeug.
Das Konzept ist für unterschiedliche Leistungsklassen sowie 400- und 800-Volt-Plattformen ausgelegt. Bis zum angestrebten Serienstart müssen Fahrzeughersteller entscheiden, ob und wie sie den Antrieb in ihre Modelle integrieren.
Quellen
- ZF: High Revolution Drive: Higher Speeds, Less Space, 5. November 2026
- Electric Motor and Transmission Integration for Light-Duty Electric Vehicles, 2023
- US Department of Energy: Improving Motor and Drive System Performance
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