Pionier der klimafreundlichen Mobilität: ZF produziert zwei Millionen E-Motoren

• Durch erfolgreiche Industrialisierung elektrischer Antriebe erfüllt ZF Nachfrage nach E-Mobilität
• Dank breiten technologischen Spektrums ist ZF attraktiver Partner der Automobilhersteller
• Systemansatz und Schnittstellenkompetenz von ZF erleichtern Integration ins Fahrzeug – bei Plug-in-Hybriden wie bei rein elektrischen Antrieben

ZF hat die Marke von zwei Millionen produzierten E-Motoren erreicht. Der Technologiekonzern beliefert Automobilhersteller mit E-Motoren für unterschiedliche Fahrzeugtypen – vom Hybrid über elektrische Achsantriebe für elektrisch angetriebene Pkw bis zu elektrischen Zentralantrieben für Nutzfahrzeuge. Die zwei Millionen produzierten Einheiten tragen erheblich zur Einsparung von CO2-Emissionen bei.

Schon 2008 brachte das Unternehmen als erster Serienanbieter in Europa eine E-Maschine für einen Premium-Mildhybrid auf den Markt. Seither hat ZF durch technologische Innovationen sowohl sein Produktportfolio erweitert als auch den Trend zur Elektrifizierung des Pkw-Antriebs – und damit die Einsparung klimaschädlicher CO2-Emissionen – stark unterstützt. Damit einher ging vor allem in den vergangenen Jahren ein massiver Ausbau der Fertigungskapazitäten, mit denen sich ZF auf die steigenden Abrufzahlen und die hohe Nachfrage nach Elektromobilität eingestellt hat.

Langfristige Weichenstellungen

„Hinter unserem Produktionsjubiläum stehen sowohl langfristige unternehmerische Entscheidungen wie auch innovativer Ingenieursgeist“, sagt Stephan von Schuckmann, Mitglied des ZF-Vorstands und verantwortlich für elektrifizierte Antriebstechnologien.

So setzte ZF bei E-Maschinen für Hybrid-Anwendungen früh und konsequent auf die eigene Technologie konzentrierter Wicklungen. Als sich nach 2015 die steigende Nachfrage nach reiner E-Mobilität abzuzeichnen begann, setzte das Unternehmen auf eine neue Technologie: sogenannte Hairpin-Wicklungen machten es möglich, Drähte dichter zu packen und dadurch mehr Leistung, höhere Drehzahlen und mehr Drehmoment bei gleichem Volumen zu liefern. Das war notwendig, weil bei rein elektrischem Antrieb die Motordrehzahl des E-Motors nicht mehr an den „Verbrenner“ gekoppelt ist. Mit der Hairpin-Technologie lässt sich zudem der Automatisierungsgrad in der Produktion erhöhen – eine wichtige Weichenstellung in Richtung hoher Stückzahlen und heute Stand der Technik. Die E-Maschinen von ZF decken das Anwendungsspektrum vom Mildhybrid über den Plug-in-Hybrid bis zu rein elektrischen Antriebssystemen bei Pkw und Nkw ab. Das Leistungsspektrum reicht von 50 kW bis 550 kW und von 75 bis 1.500 Newtonmeter beim Drehmoment.

Um mit der weltweit steigenden Produktion von E-Fahrzeugen Schritt zu halten, hat ZF die E-Motor-Produktion am Leitwerk in Schweinfurt kontinuierlich ausgebaut und in den letzten Jahren weitere große Produktionslinien in Pančevo (Serbien) und in Shenyang (China) in Betrieb genommen. Ein weiteres Werk in Nordamerika ist gerade im Aufbau und wird ab 2023 in Betrieb genommen.  

Die elektrischen Maschinen stellt ZF sowohl als Komponente für Kunden bereit, der Konzern verfügt aber auch über das Know-how, E-Maschinen in den Fahrzeugantrieb zu integrieren und entsprechende Komplettsysteme zu liefern. Für rein elektrische Antriebe bei Pkw und Nutzfahrzeugen liefert ZF komplette Achs- und Zentralantriebe inklusive selbst entwickelter und produzierter Leistungselektronik und Reduziergetriebe.  

Hightech-Produkt mit weiterem Innovationspotenzial

Das Innovationspotenzial von E-Motoren ist noch nicht ausgeschöpft. Wesentliche Ansatzpunkte sieht ZF bei der Kühlung, wo in den letzten Jahren neben dem klassischen wasserdurchströmten Kühlmantel ausgefeilte Kühllösungen umgesetzt wurden. „Aktuell entwickeln wir eine Lösung zur direkten Kühlung des Kupferdrahts, der wesentlichen Hitzequelle im E-Motor, durch vorbeiströmendes Öl“, erklärt Roland Hintringer, Leiter Produktlinie E-Motoren. Auch die aktuelle Wicklungstechnik ist mit der Stabwicklung ‚Hairpin‘ noch nicht zu Ende. ZF positioniert sich mit Weiterentwicklungen auf dieser Basis als einer der Technologieführer. Nicht zuletzt beim Thema Nachhaltigkeit setzt ZF Meilensteine und entwickelt E-Motoren, bei denen kaum noch die kritischen schweren Seltenen Erden in den Magneten notwendig sind, oder gar sogenannte fremderregte E-Motoren, die gänzlich ohne Magnete auskommen.

Nächstes Produktionsjubiläum in Sicht

Angesichts weltweit steigender Stückzahlen und der Nachfrage nach elektrischer Antriebstechnologie wird das nächste Produktionsjubiläum nicht lange auf sich warten lassen. „Unsere Auftragsbücher sind gut gefüllt, die nächsten zwei Millionen Einheiten E-Motoren werden wir vermutlich in weniger als zwei Jahren produzieren“, sagt Hintringer.

Ersetzen diese zwei Millionen E-Maschinen von ZF konventionelle verbrennungsmotorische Pkw-Antriebe, sparen sie über die durchschnittliche automobile Lebensdauer von 15 Jahren Emissionen von circa 45 Millionen Tonnen CO2. Um dasselbe Einsparpotenzial mit erneuerbaren Energieträgern zu realisieren, müsste ein Windpark mit 80 Windturbinen 25 Jahre lang am Netz sein.