DEEC Meeting Oberhof ZF Nafz · System Haus Division E-Mobility Jörg Grotendorst. 4 26.10.2016 ... System Soden Manuelle Vorwählschaltung AVS Automatische Vorwählschaltung AS Tronic

ZF Friedrichshafen AG

TUQG2Markus NAFZ

MOTION AND MOBILITY

DEEC Meeting

© ZF Friedrichshafen AG, 20162 26.10.2016 TUQG2, DEEC Meeting

1. ZF Konzern

2. Division

3. Getriebesysteme (Automatische, automatisierte, manuelle)

4. Neuste Entwicklungen bei ZF:

Ecolife im Reisebus (EB 14)

Start-Stopp-Funktionalität (EB 15)

Zentralantrieb (EB 19)

TraXon

Achse AVE 130

Leistungspaket (Ecolife, Step 3)

Agenda


Konzernstruktur ZF Friedrichshafen AG Aktionäre: 93,8 % Zeppelin-Stiftung und 6,2 % Dr. Jürgen und Irmgard Ulderup Stiftung

Automatgetriebe

Handschaltgetriebe/ Doppelkupplungsgetriebe

Achsgetriebe

Antriebsmodule

Division Pkw-Antriebstechnik

Bernd Stockmann

Achssysteme

Fahrwerkkomponenten

Dämpfungsmodule

Division Pkw-Fahrwerktechnik

Uwe Coßmann

Lkw- und Van-Antriebstechnik

Achs- und Getriebesysteme für Busse

Nkw-Fahrwerkmodule

Nkw-Dämpfertechnologie

Nkw-Antriebsstrangmodule

Division Nutzfahrzeugtechnik

Fredrik Staedtler

Arbeitsmaschinensysteme

Industriegetriebe

Marine-Antriebstechnik

Prüfsysteme

Luftfahrt-Antriebstechnik

Windkraft-Antriebstechnik

Sonder-Antriebstechnik

Division Industrietechnik

Dr. Klaus Geißdörfer

Bremssysteme

Lenkungssysteme

Lenksysteme für Nutzfahrzeuge

Insassenschutzsysteme

Elektroniksysteme

Fahrzeugbediensysteme

Aftermarket

Division Aktive & Passive Sicherheitstechnik

Dr. Franz Kleiner

Dr. Stefan Sommer – Vorsitzender des Vorstands / F&E / ZF Services

Dr. Konstantin Sauer – Finanzen, IT, M&A | Jürgen Holeksa – Personal / Governance | Michael Hankel – Produktion / Pkw-Antriebstechnik / Pkw-Fahrwerktechnik / E-Mobility | Wilhelm Rehm – Materialwirtschaft / Nutzfahrzeugtechnik / Industrietechnik | Dr. Franz Kleiner – Qualität / Aktive & Passive Sicherheitstechnik / Region Nordamerika | Peter Lake Markt / Region Asien-Pazifik / Region Südamerika

Vorstand der ZF Friedrichshafen AG

ZF Services

Central Functions / Regionen

Corporate Functions

Elektronische Systeme

Elektrische Antriebstechnik

System Haus

Division E-Mobility

Jörg Grotendorst


Division TNutzfahrzeugtechnik

TCNkw-Fahrwerkmodule

Fahrwerkmodule

TNNkw-Antriebsstrangmodule Kupplungen und

-Systeme

TRNkw-Dämpfertechnologie

Dämpfer und -Systeme

TTLkw- und Van-Antriebstechnik

Getriebe

TUAchs- und Getriebesysteme für Busse Achsen und Getriebe


Division TGesamtumsatz 2015: 2.983 Mio. €

TC 317Nkw-Fahrwerkmodule

Mio. €(konsolidiert;

davon 25 Mio. €divisionsinterne

Umsätze)

TN 454Nkw-Antriebsstrangmodule

TR 339Nkw-Dämpfertechnologie

TT 1.273Lkw- und Van-Antriebstechnik

TU 625Achs- und Getriebesysteme für Busse


Übersicht Modularer Getriebeaufbau am Beispiel ZF Ecolife

Hydrodynamischer Drehmomentwandler

Überbrückungskupplung

Turbinen-Torsionsdämpfer

Ölversorgungsmodul

Primärretarder

Lamellenkupplungen

Gehäusefeste Bremsen

Planetengetriebe mit 6 mechanischenVorwärtsgängen + R-Gang

Abtriebsmodul

Elektro-hydraulische Steuerung und Ölsumpf

Duales Kühlsystem


Das Produktprogramm der manuellenZF-Getriebe

5 S 600 BO

6 S 710 BO

6 S 1000 BD / BO

6 S 1010 BO

6 S 1200 BD / BO

6 S 1600 BD

6 S 1700 BO

6 S 1900 BO

Nm 0 500 1 000 1 500 2 000


BuseinsatzEinsatzgrenzen für automatische ZF-Getriebe

EcoLife

max. 2.000 Nm2.000

1.500

1.000

500

0

2.500

3.000

Ant

riebs

dreh

mom

ent (

Nm

)

504030200 Durchschnittsgeschwindigkeit (km/h)10

max. 2.300 Nm

AS Tronic lite

max. 1.100 Nm

SORT1

SORT2 SORT

3

Stadtbus FernreisebusReisebusÜberlandbus

11,9

3,3

5,8

18,0 25,9

2,10

10

20

10

20

Sto

pps

/ km

• S

chal

tung

en /

km

Traxon

max. 2.800 Nm


Der Stadtbus im Fokus

RentabilitätUmweltschutz

Gesetzgebung


UITP-Anforderungen

� SORT-Zyklen zur Bestimmung des Kraftstoffverbrauchs� Basis für einen einheitlichen Verbrauchsvergleich

SORT 1Heavy Urban

SORT 2Easy Urban

SORT 3Sub Urban

Stopps/km

Zyklusverlauf

5,8 3,3 2,1

Durchschnitts-geschwindigkeit(km/h)

12,1 18,0 25,3


EcoLife mit Start-Stopp-FunktionEinsparung/100 km

� Beispielrechnung anhand SORT-Zyklen

SORT 1Heavy Urban

SORT 2Easy Urban

SORT 3Sub Urban

SORT-Zyklen / 100 km 192 109 69

Stoppzeit (Sek.) 11538 6522 2759

Leerlauf-Verbrauch/h (l) * 1,6 1,6 1,6

Leerlauf-Verbrauch/100 km (l) 5,1 2,9 1,2

SORT-Verbrauch/100 km (l) * 42 37 32

SORT-Einsparung durch Start-Stopp-System

12,2 % 7,8 % 3,8 %

* Angenommene Werte für Beispielrechnung


Neue Zusatzfunktion:EcoLife-Getriebe mit Start-Stopp-Funktion

* Q

uelle

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F-S

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28,

BR

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ten

3, 3

4, 6

27

ZF-Statistikdaten* belegen:Über 80 % der Stopps dauern kürzer als 20 Sekunden

Moskau

Istanbul0

20

40

60

80

100

0-2020-40

40-60> 60

Dauer von Stopps im Citybusverkehr

Anz

ahl S

topp

s (%

)

Dauer der Stopps (Sek.)



Motor-Start-Stopp-Funktion wurde speziell entwickelt für

� Schwere Einsatzbedingungen

� In Kombination mit häufigem Anfahren

� Motordrehmomente zwischen 1 000 und 1 600 Nm

Zukunftsorientiert:Weitere Kraftstoffeinsparungen dank EcoLife-Getriebe mit Start-Stopp-Funktion



� Kraftstoffeinsparungen bis zu 10 %(abhängig von Ausbaustufe)

� Geringere Emissionen (Geräusch, CO2)

� Gesteigerte Robustheit der Hardware und Belastbarkeit der gesamten Anfahrvorrichtung

Vorteile


� Anpassung des Wandlers W370 anStart/Stopp-Fähigkeit

– konstruiert für Drehmomente bis zu 1 600 Nm

– konstruiert für hohe Lastwechselzahl

– leistungsstärkere Überbrückungskupplung

� Optimierung am Getriebe:

– Getriebeeingang und Schaltelemente

– Hydrauliksystem

Technische Änderungen

Vorteile:

� Gleiche Getriebeeinbaumaße!

� EcoLife ist für die Start-Stopp-Funktion gut gerüstet


TU-Strategie E-Mobilität: ZentralantriebElektrische und Hybridlösungen für Busse

Vollelektrische Lösungen für emissionsfreies Fahren im StadtbusHybridlösung für lokal emissionsfreies Fahren

Die Hybridlösung kombiniert effizientes Fahren auf Autobahnen mit emissions-freiem Fahren in den Innenstädten

ZF bietet zwei sich ergänzende Lösungen für den Stadtbuseinsatz an

� AVE130: Gewichtsoptimiertes Antriebssystem mit freier Fzg.-Innenraumgestaltung

� ZA: Nutzung konventioneller Antriebsstranglayouts mit bewährten Achsen

AVE 130 Elektrische Portalachse

� Niederflurachssystem mit integrierten Elektromotoren

� Anwendung

– � ca. 28 t

– � 250 kW

– Komponente oder System

Elektrischer Zentralantrieb

� Schnelldrehender elektrischer Motor mit integrierter Planetenstufe

� Anwendung

– � 18 (bis ~28 t möglich)

– � 240 kW

– Komponente oder System

TraXon Hybrid Modul

� Primär-Parallel-Hybrid-Systemfür TraXon

� 120 kW / 1.000 Nm

� Zur Zeit in Untersuchung

Stadtbusse Überland- und Reisebusse


TU-Strategie E-Mobilität: ZentralantriebElektrische und Hybridlösungen für Busse

VorentwicklungAktuelles Portfolio In der Entwicklung

Stadt- und KleinbusseÜberland- und

Reisebusse

Mini / Midi Busse Low-Entry Busse Niederflurbusse Gelenkbusse Überland- / Reisebusse

1) Untersuchung in Bearbeitung, Realisierung noch nicht entschieden

0 ca. 7.5 10 28ca. 16GCW [t]

ca. 19 ca. 28GCW [t]

TraXon Hybrid1)

Elektrischer Zentralantrieb (2-Gang, ~100 km/h)1)Elektrischer Achsantrieb1)

Elektroportalachse AVE130

Elektrischer Zentralantrieb (1-Gang)


System SodenManuelleVorwählschaltung

AVSAutomatischeVorwählschaltung

AS TronicAutomatischeGetriebesteuerung

TraXonVorausschauende Fahrstrategie

Anwendung Pkw Reisebus Lkw schwer/Reisebus

Lkw schwer/Reisebus

Bedienung 3 Pedale 3 Pedale 2 Pedale 2 Pedale

Automatisierung Vorwahl Teilauto Vollauto Vollauto

Besonderes Mechanisch Add-onVollintegrierte Getriebemodule PreVision GPS

Serienstart 1921 1989 1997 2015

EntwicklungZF-Getriebesysteme bis zum TraXon


Das Produktprogrammfür Reisebusse

12-GangSchnellgang BO

1.000 1.500 2.000 2.500 3.000Nm

1611 2011 2411 281112 TX


TraXonEinsatzvielfalt

� Reisebus

� Fernverkehr (Truck)

� Verteilerverkehr

� Baustelleneinsatz

� Sondereinsätze, wie- Feuerwehr- Kommunalfahrzeuge- Kranfahrzeuge- Bahnfahrzeuge


ZF-Einzelradaufhängungen

� ZF entwickelt und produziert seit 1990 Einzelradaufhän-gungen

� Modulares Konzept (Baukastenprinzip)

� Kunden weltweit

� Mehr als 130 000 Stück geliefert

� Derzeitiges jährliches Produktionsvolumen: 20 000 Stück

RL 80 EM für Wohnmobile

RL 82 EC für Stadtbusse RL 75 E für Reisebusse

RL 55 E für Midibusse


ZF-Hinterachssysteme für Stadt- und Überlandbussein Niederflur- bzw. Low-Entry-Bussen

� ZF entwickelt und produziert Niederflurachsen seit 1982

� Modulares Konzept (Baukastenprinzip) für Solo- und Gelenkbusse

� Kunden weltweit: Nordamerika, Europa, Asien

� Mehr als 300 000 Stück geliefert

� Derzeitiges jährliches Produktionsvolumen:25 000 Stück

AV 133

A 132

AV 110

AVN 132

AV 132 T AVE 130


AchssystemeProduktionsstandorte


Vergleich zu Standardachse AV 133

Voll-Niederflurtechnik – mit AVE 130

Die AVE 130 ermöglicht einen extremen Niederflurboden ohne Engstellen:

� Noch niedrigere Achsbrücke

� Raum für Differenzial entfällt

� Verschiedene Achsbrückenlängen möglich Raumgewinn gegenüber AV 133

AVE 130

AVE 130AV 133

AV 133


Optimiertes Busdesign

� Mehr Raum im Bus, z. B. für

– Passagiere / Sitzplätze

– Staufächer

– zusätzliche Batterien / Aggregate

� Stufenfreier Niederflurboden

� Niedrige Ein- und Ausstiege

Vorteil:Großzügiger Innenraum


Vollniederflur-Gelenkzug mit nur einer Antriebsachse

Achs-Anordnung „Pusher“

� Leistungsstarke Antriebs-achse im Gelenkzug

� Achsanordnung frei wählbar(„Pusher“ oder „Puller“)

� Optimale Gewichtsverteilung

� Höhere Beladungskapazität

� Gleiches Busdesign für Links- und Rechtslenker

Achs-Anordnung „Puller“

AVE 130


Vorteil: Nutzung von Standardkomponenten

Kostengünstig und unkompliziert – mit AVE 130

� Die klassische Achse AV 133 und die Elektroachse AVE 130 besitzen gleiche Anbindungspunkte im Bus-Chassis (im Bild blau). Die AVE 130 verwendet deshalb die gleichen

– Standard-Dreiecks- und -Längslenker (je 2x)

– Standard-Federträger (4x)

– Standard-Dämpfer (4x)

– Standard-Luftfedern(4x)

– Standard-Felgen und -Räder (2x)

– Scheibenbremsen (2x), und

– Radlagerungen (2x)


ZF-ElektroportalachseAVE 130

� Voll-Niederflurtechnologie mit integrierten E-Motoren für „Elektrisches Fahren“

� Für Hybridantriebe und Energiequellen wie Brennstoffzelle, Oberleitung und Batteriebetrieb

� Kompatibel zu ZF-Standardportalachsen AV 132/133 und AVN 132

� Mehr konstruktive Freiheiten bei Konzeption und Gestaltung des Fahrzeuges

� Motorleistung max. 2 x 125 kW

� Einzelradantrieb und individuelle Momentverteilung für verbesserte Traktion

� erhebliche Gewichtseinsparung und Bauraumgewinn gegenüber Zentral-Motor

Vorteile für Kunden und Hersteller:


Vorteile für den Fahrzeughersteller

� Flexibel: für alle elektrischen Antriebskonzepte geeignet

� Kostengünstig und unkompliziert: Nutzung von Standard-Komponenten

� Kraftvolles Antriebsdrehmoment

� Komplettes ZF-System

� Leicht: Gewichtseinsparung bis zu 500 kg

� Mehr Freiheit im Busdesign


Leistungspaket Ecolife:Getriebe-Hardware

Reduzierung von Druckschwingungen beim Befüllen von Schaltelementen

� Ziel: Schnellbefüllung unabhängiger vom Hauptdruck

� Vorteil:

– Bessere Schaltqualität

– Reduzierung der internen Verluste (niedrigerer Hauptdruck)

Optimiertes Kalibrierverfahren am ZF-Abnahmeprüfstand

Einführung LeichtlaufölEcofluid Life Plus

� Ziel:Kraftstoffverbrauchs-Einsparung von ca. 0,7 % bis 1 % realisierbar


Leistungspaket EcoLifeGetriebe- Software Step 3

� Lauffähig nur auf EST54B

� Angepasst an die Getriebe-HW des Leistungspakets

� Unterstützung des Diagnose-Standards UDS

� Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs

– Rutschzeitanpassung zur Einhaltung der Zieldrehzahl

– Kompensation von Achseinflüssen auf das Schaltprogramm

� Unterstützung flexibler Ölwechselintervalle

– Intervallvergrößerung um 60 000 km möglich bei geringer Temperaturbeanspruchung

– Standardlösung: Auslesen mit Tester (Testman), keine Displayanzeigen


Leistungspaket EcoLifeSoftware Step 3

� Verbesserung der Schaltqualität und Retarderleistung

– Geregeltes Gangeinlegen

– Verbesserte Schaltungsregelung

– Verbesserung des Kaltstartverhaltens

– Erweiterter Temperaturbereich für Schaltdruckadaption

– Rückschaltung 6-4 bei Retarderanforderung

� Erweiterter EEprom-Bereich

– Größere Flexibilität bei der Fahrzeugkonfiguration

– Bisheriges Datenfeldkonzept weiterhin abbildbar


EST54BErkennungsmerkmale

Hardware

� Deckel in ZF-Blau (statt schwarz)

� EST54B baut ca. 5 mm höher als EST EcoLife

� In der Aluminium Grundplatte befinden sich Vertiefungen, die der besseren Kühlung der dahinterliegenden Bauteile dienen

Sachnummer

� Die Sachnummer der EST54-Hardware ist im Bereich des fahrzeugseitigen Steckers eingraviert

� Der Serialnummernkreis einer EST54B beginnt bei 200.000

© ZF Friedrichshafen AG, 201634 26.10.2016 TUQG2, DEEC Meeting ZF Friedrichshafen AG behält sich sämtliche Rechte an den gezeigten technischen Informationen einschließlich der Rechte zur Hinterlegung von Schutzrechtsanmeldungen und an daraus entstehenden Schutzrechten im In- und Ausland vor.

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