Původně německá, nyní globální společnost, ZF má své kořeny ve městě Friedrichshafen. I když by název mohl asociovat jméno zakladatele společnosti Ferdinanda von Zeppelina, slavného konstruktéra vzducholodí, ve skutečnosti ZF znamená ZahnradFabrik, tedy „továrna na ozubená kola“. A tomuto programu se věnuje od roku 1915 do současnosti, především jako významný dodavatel komponentů pro „automotive“. ZF je v Česku zastoupena v deseti městech a zaměstnává více než 3500 lidí.
Naše redakce byla pozvána do výrobního závodu ZF ve Staňkově na Plzeňsku na prezentaci nejnovějšího výrobního programu společnosti v České republice – kompletaci jednoho z nejmenších motorů pro elektrokola na světovém trhu – ZF CentriX. Zatímco v Polsku se kompletují motory značky Bafang, v Maďarsku jsou vyráběny pohonné jednotky Bosch, je fajn, že se Česko může pochlubit tímto high-end produktem.
Výrobní linka pro elektro-motory ZF CentriX v závodě ve Staňkově.
Výroba motoru aktuálně nabíhá a jsou při ní použité jak průmyslové roboty, tak přesná práce školeného personálu závodu. Kapacita linky aktuálně nabízí 500 vyrobených motorů za jednu směnu, počítá se s možností navýšení až na 3000 kusů za den, dle poptávky odběratelů.
Motor ZF CentriX byl představen v červenci na Eurobike na testovacích e-kolech značek Bergstrom a Raymon. Jak jsme se dozvěděli tak probíhá intenzivní diskuze s dalšími značkami, ale bude se zřejmě jednat až o nové modely představené na konci příštího roku.
Motor elektrokola – žebrování na chladiči na straně s výkonovou elektronikou.
To, co je na celém projektu nejzajímavější, je opravdu hodně velký výkon na velmi malém prostoru. Nejedná se ani o nejlehčí, nejvýkonnější, ani o nejmenší motor elektrokola na trhu, ale troufnu si napsat, že se jedná o aktuálně nejlepší kombinaci parametrů: neboli ve 2,50 kg se skrývá 90Nm / 600W výkonu.
Motor jsme měli možnost testovat v extrémním počasí zářijové atmosférické níže Boris a jeho výkon je nesrovnatelný s jinými produkty na trhu. Hovořím nyní o motoru podobné konstrukce od výrobce TQ HPR50, který je sice lehčí, váží pouze 1,85 kg, ale nabídne jen 50 Nm / 300W výstupního výkonu, tedy v podstatě poloviční hodnoty. Silnější motor TQ HPR 120 sice nabídne až 120 Nm ale s hmotností 3,80 kg a více než dvojnásobnou velikostí se nestal u výrobců elektrokol příliš populární (známá značka Haibike na tomto pohonu před 4 lety postavila svůj model Flyon, který po jedné sezóně přestala vyrábět).
Jednotlivé komponenty motoru před vstupem na výrobní linku.
Velmi zajímavě vychází též tzv. Q-faktor – tedy vodorovně měřená vzdálenost mezi vnějším okrajem ramen klik – který je u CentriXu pouze 118 milimetrů. To v podstatě odpovídá jízdnímu kolu bez elektrického pohonu, zatímco u motoru od TQ je to 135mm a u nového motoru Bosch CX 4. Generace 175mm.
V interních testech výrobce byl motor ZF CentriX schopen dokonce dávat krátkodobě vyšší výkon. Výrobce pohon v budoucnu nabídne i pro takzvaná “rychlá elektrokola” (kategorie L1e-B s rychlostí do 45 km/h) a pro těžká nákladní elektrokola, kde se počítá i se zdvojením pohonných jednotek.
Robotická ruka vykonává přesné pohyby při kompletaci jednotlivých dílů motoru.
Velmi zajímavá je také politika otevřeného komunikačního protokolu na bázi CAN. I když aktuálně ZF nabízí pouze kompletní set motoru s řídící jednotkou, baterie a HMI (barevný displej, dálkové ovládání nebo in-frame panel), dozvěděli jsme se, že budoucí odběratelé mohou využít periferie i od jiných dodavatelů, nebo vlastní výroby.
Majitelé elektrokola s tímto motorem nebudou moci využít nové Směrnice o právech spotřebitele na opravu výrobku. Vzhledem k zajištění perfektní voděodolnosti a životnosti systému je celý elektromotor považován za jeden díl, který nelze nějak rozebrat ani opravovat (to se ale týká většiny středových motorů na trhu). Výrobce však nabízí na motor ZF CentriX celoživotní záruku. Motor byl testován na životnost 30.000 ujetých kilometrů, nicméně testy pokračují dál a aktuálně jsou testovací motory nad 60 tisíci, což považujeme za hodnotu více než dostatečnou.
Funkce samotného elektromotoru je pro laika v oboru strojního inženýrství ne zcela snadno pochopitelná. Jedná se o bezkomutátorový stejnosměrný motor, konstruovaný jako externí rotor, který umožňuje větší pákové síly. Výsledkem je, že motor může generovat vyšší síly z klidu a dodávat větší točivý moment. Při reálném testování jsme zaznamenali velmi rychlý nástup asistenčního výkonu při startu do kopce, nesrovnatelný se středovými motory vybavenými klasickými převody a při jízdě po rovině dobrý výkon i při nízké kadenci šlapání.
Testování a mučení elektromotoru v laboratoři.
U stupně převodovky sází ZF na inovaci v podobě převodu s tahovou vlnou, ty se tradičně používají v robotice, kvůli jejich vysoké přesnosti a provozu bez vůle, nebo například v posilovačích řízení u automobilů a poskytují velmi přímý a citlivý pocit při asistovaném přenosu síly elektrokola. Převodovka s tahovou vlnou navíc umožňuje vysoký převodový poměr v kompaktním prostoru, což významně přispívá k vývoji tak výkonné pohonné jednotky v malém provedení. Vnitřek motoru je celý potopen v asi 2 dcl oleje. Kromě toho byl vyvinut systém měření točivého momentu se souběžným otáčením, založený na technologii tenzometrů pro měření kombinovaných sil vyvíjených jezdcem na obou stranách klik. Výkon jezdce a motoru lze sledovat při jízdě na přehledné animaci na displeji.
Takřka neviditelný pohon, to je silniční super-ebike od Ultima s CentriX motorem.
Kombinace elektromotoru a převodovky s tahovou vlnou na dvoudílné hřídeli je zodpovědná především za kompaktní konstrukci pohonné jednotky. Jeho válcový tvar s průměrem pouhých 88 milimetrů umožňuje snadnou integraci od rámu kola, což je podpořeno i jednoduchou fixací na pouhé čtyři šrouby, s možností výměny těla motoru v řádu minut.
I když aktuální ohlášené modely elektrokol s motorem ZF CentriX budou od jara nabízeny pouze v elektrokolech vyšší třídy na německém trhu, jsme přesvědčeni, že se tato famózní technologie brzy dostane i do elektrokol střední cenové třídy a budete si je moci vyzkoušet i u nás.
