Kürzere Ladezeiten

ZF geht mit 800-V-Technik für Elektroautos in Serie

9. März 2021, 11:41 Uhr | Irina Hübner

Leistungselektronik für Bordnetze mit 800 V Spannung

Immer mehr Automobilhersteller realisieren kürzere Ladezeiten bei batterieelektrischen Fahrzeugen mit einer veränderten Bordnetz-Architektur: Das Hochvolt-Bordnetz – insbesondere bei E-Autos im Premium- und Sportwagensegment – wird auf eine Spannung von 800 V ausgelegt statt wie bislang auf 400 V.

Dazu entwickelt und produziert ZF entsprechende Komponenten für den elektrischen Antriebsstrang. Im Fokus steht dabei eine Siliziumkarbid-Leistungselektronik. Diese Technik wird von ZF bereits in der Rennserie Formula E genutzt und soll noch in diesem Jahr in mehreren Fahrzeugen gehobener Segmente auf den Markt kommen.

»Es zeichnet sich ab, dass sich bei künftigen Premiumfahrzeugen oder Sport-Stromern die 800-V-Architektur etabliert, wohingegen im Volumenmarkt weiterhin die 400-V-Architektur Standard bleibt«, sagt Bert Hellwig, bei ZF verantwortlich für die Systementwicklung elektrischer Antriebe. »Für 400-V-Anwendungen liefern wir bereits seit Jahren Serientechnologie, für 800-V-Anwendungen bereiten wir nun den Serienstart für dieses Jahr vor.«

Bei der Anwenderfreundlichkeit von E-Fahrzeugen spielt die Ladezeit eine wichtige Rolle. Sollen Elektroautos langstreckentauglich werden, muss die Batterie innerhalb einer Stunde wieder nahezu vollständig geladen sein. Das Grundsatzproblem beim Schnellladen: Fließen höhere Ströme, müssen dickere Kabel verwendet oder besser gekühlt werden, weil sich mehr Wärme entwickelt. Dadurch steigen Fahrzeuggewicht und Komplexität der Lade-Infrastruktur – es sei denn, die Bordnetz-Architektur ist bereits von vornherein auf höhere Leistung ausgelegt. Daher planen viele Automobilhersteller kommende Serienfahrzeuge mit der höheren Spannung von 800 V.

»Derzeit arbeiten wir am Serienstart für mehrere 800-V-Projekte«, verrät Hellwig. »Für mehrere Modelle eines chinesischen Herstellers liefern wir den kompletten elektrischen Antriebsstrang inklusive Leistungselektronik. Und für einen europäischen Sportwagenhersteller steuert ZF die Leistungselektronik für eine Hochvolt-Anwendung bei.« Weitere Serienanläufe zeichnen sich bereits ab. »Bei der Auslegung der Leistungselektroniken auf 800 V können wir Synergien zwischen Pkw und anderen Anwendungen ausbauen«, so Hellwig weiter.