Aumento da eficiência através da interação do motor elétrico, da transmissão, da eletrónica de potência e da gestão térmica num sistema completo é a proposta da Schaeffler na mobilidade elétrica, com o chamado eixo elétrico 4 em 1.

A Schaeffler concentra-se na mobilidade elétrica. A empresa demonstra-o apresentando, simultaneamente, várias soluções de eixo (eixos elétricos). “Os eixos elétricos são um elemento chave da estratégia de mobilidade elétrica da Schaeffler”. disse Matthias Zink, CEO Automotive Technologies na Schaeffler AG.

Até agora, eram montados um máximo de três componentes para formar uma unidade compacta. Com o chamado eixo elétrico 4 em 1, a Schaeffler dá agora um passo mais e integra, no acionamento de eixo, o sistema de gestão térmica, bem como o motor elétrico, a eletrónica de potência e a transmissão. Deste modo, o sistema é mais compacto e leve, garantindo um maior conforto. Um sistema de gestão térmica particularmente eficiente também garante que o automóvel percorre uma distância maior com uma única carga de bateria e que o processo de carregamento é mais rápido. Outro novo desenvolvimento é o dos eixos rígidos para camiões pickup. No futuro, a Schaeffler fornecerá estes eixos aos fabricantes de automóveis, particularmente na América do Norte.

Fator de eficiência da gestão térmica

O calor é um recurso escasso e valioso nos automóveis elétricos. Estes não contam, por exemplo, com o calor residual dos motores de combustão interna para aquecer o interior. Além disso, especialmente com temperaturas exteriores altas ou baixas, a autonomia e a capacidade de carga rápida dependem principalmente, de se a bateria pode ser mantida num intervalo de temperatura adequado. “O sistema de gestão térmica tem uma influência considerável na eficiência e conforto do veículo”, disse o Dr. Jochen Schröder, responsável da unidade de negócios de e-Mobility da Schaeffler. Por isso, a empresa já oferece sistemas de gestão térmica para todos para todos os tipos de veículos e continua a aperfeiçoá-los continuamente.

Uma nova abordagem é a combinação dos componentes sobre um eixo elétrico convencional com o sistema de gestão térmica, que até agora, na maioria dos casos, era um módulo independente. “Isto cria um sistema completo altamente integrado e compacto, que requer um espaço construtivo bastante mais reduzido do que as soluções não integradas”, disse o Dr. Schröder. Além disso, perde-se menos energia na forma de calor, uma vez que se podem prescindir de tubos e cabos desnecessários. “Além do design compacto, a maior vantagem do sistema 4 em 1 reside na interação otimizada dos diferentes subsistemas”, disse o Dr. Schröder. Isto deve-se ao facto de os especialistas da Schaeffler terem sempre em consideração o comportamento térmico dos componentes individuais do acionamento, como o motor elétrico ou a eletrónica de potência, assim como a gestão térmica mais eficiente e integral do veículo inteiro. Por exemplo, um sistema de controlo inteligente garante que o calor excessivo seja dissipado com eficiência desde a eletrónica de potência e o motor elétrico e que seja utilizado no interior do veículo. A temperatura da bateria também é regulada para que o automóvel possa percorrer uma distância maior com uma única carga muito mais rápida da mesma.

O fornecedor obtém benefícios em eficiência com uma nova bomba de calor que funciona com o refrigerante natural, o dióxido de carbono. Isto não só tem um impacto menor no meio ambiente que os refrigerantes convencionais, como também possui propriedades físicas que permitem um aquecimento e uma refrigeração mais eficientes dos veículos. “Graças ao nosso eixo elétrico 4 em 1 com sistema de gestão térmica integrado, podemos conseguir um nível de eficiência ainda maior do sistema completo”, disse o Dr. Schröder. Um nível de eficiência de até 96% é possível num sistema de design otimizado. Cada ponto percentual traduz-se numa maior autonomia.

Acionamentos elétricos: do componente individual ao sistema completo

Com o seu eixo elétrico 4 em 1, a Schaeffler desenvolve o seu, até ao momento, sistema de automóveis elétricos mais abrangente. “Estes sistemas completos altamente integrados são atrativos, tanto para os fabricantes de automóveis estabelecidos, como para os novos intervenientes”, disse o Dr. Schröder. Isto permite uma redução no tempo de desenvolvimento e dos custos para o novo desenvolvimento. No entanto, a empresa continua a oferecer aos seus clientes componentes individuais e subsistemas para sistemas elétricos e híbridos, como motores elétricos, transmissões, rolamentos e o sistema de gestão térmica. O portfólio inclui a combinação de dois ou três componente por sistema (2 em 1 e 3 em 1). Consequentemente, a Schaeffler está a abrir um mercado particularmente grande uma vez que, no futuro, os eixos elétricos serão usados em muitos veículos, desde automóveis de passageiros a veículos comerciais ligeiros, com transmissões puramente eléctricas e sistemas baseados em células de combustível. Isto também será extensível aos componentes de electrificação para estas aplicações.

Para a eletrificação das pickup de peso médio, especificamente para o mercado norte-americano, a Schaeffler desenvolver-se-á e irá fabricar um eixo rígido elétrico. Neste, o motor elétrico, a transmissão, a eletrónica de potência e o eixo traseiro inteiro, são ligados entre si e são fornecidos ao cliente como unidade preparada para a montagem. Os eixos deste tipo têm uma largura superior a dois metros. A Schaeffler já recebeu os seus primeiros pedidos de eixos rígidos elétricos dos fabricantes de automóveis. A empresa está assim a entrar num novo segmento de mercado.

Rede de produção global

A Schaeffler fabrica componentes para eixos elétricos em várias instalações em todo o mundo. Em Setembro de 2021, a produção teve início na fábrica de Szombathely, na Hungria. Esta unidade de produção é a primeira fábrica da Schaeffler dedicada exclusivamente à e-mobilidade no mundo, assim como o seu novo centro de competência para o fabrico de componentes e sistemas para os veículos eléctricos. Além disso, os componentes para e-mobilidade e os eixos elétricos integrados são fabricados em Taicang, na China. Prepara-se também mais produção na fábrica de Wooster, EUA, onde já se fabricam módulos híbridos. E, por outro lado, a nova fábrica líder para motores elétricos a nível mundial está em construção em Bühl, a sede da divisão de Automotive Technologies da Schaeffler.

A empresa aproveita a sua força na produção de eixos elétricos: A Schaeffler tem amplos conhecimentos na produção, desde componentes individuais, até métodos de fabrico de alta precisão, como a estampagem de chapas de estator para motores elétricos e o enrolamento de rotores utilizando bobinas onduladas inovadoras. Através da sua utilização, podem ser conseguidas melhorias ao nível dos componentes individuais que, em conjunto, resultam num sistema completo mais eficiente. Além disso, a empresa aposta no seu alto nível de excelência de produção para introduzir rapidamente um grande volume de motores elétricos ao mercado.