Recentment, TRION ha publicat dos articles-"Quins escenaris són més adequats per a camions elèctrics pesats{0}}per utilitzar eix motriu elèctric"i"Com triar un eix motriu elèctric per a camions elèctrics pesats{0}"-que va atreure l'atenció generalitzada dels propietaris de camions i dels professionals de la indústria pel que fa als treballs pesats-e sistema d'eixossolucions.
Des de la perspectiva de l'estructura i els principis de funcionament, els eixos motrius elèctrics per a camions-pesants es poden dividir en tres tipus: integrats, de muntatge extern-i distribuïts. Quines diferències hi ha entre aquestes tres configuracions? Com haurien de triar els usuaris? I quina solució és probable que es converteixi en la tendència de desenvolupament principal?
01 Eixos motrius elèctrics integrats i externs-muntats
La característica més distintiva d'un eix elèctric-muntat a l'exterior és la carcassa integral de l'eix. El conjunt del motor i la transmissió s'instal·la a la carcassa de l'eix mitjançant una interfície de brida. A l'aparença, el conjunt del motor i la transmissió sembla que estigui "penjat" a l'eix, per això s'anomena disseny de muntatge extern-. A més, l'estructura de l'engranatge reductor principal també s'ha d'ajustar en conseqüència, normalment canviant d'un engranatge cònic a un engranatge helicoïdal.
Eix motriu elèctric extern: el conjunt del motor i la caixa de canvis estan connectats a la carcassa de l'eix mitjançant una brida.
Els engranatges helicoïdals i el diferencial de l'engranatge reductor principal de l'eix motriu elèctric muntat a l'exterior.
El problema més gran amb un-muntat externeix de camions elèctricsés l'excentricitat. El conjunt del motor i la transmissió actua com una biga en voladís, amb el seu centre de gravetat desplaçat de l'eix de la roda. Quan es condueix per carreteres irregulars o irregulars, aquesta configuració genera forces inercials importants, que poden afectar negativament la fiabilitat del motor i la transmissió. A causa de les limitacions d'espai d'instal·lació al mig del marc, la transmissió sol tenir només dos engranatges i la potència del motor és relativament limitada.
El centre de gravetat de l'eix motriu elèctric muntat a l'exterior està desplaçat de la línia de l'eix.
"Quan l'energia és insuficient, la quantitat ho compensa". La forma més directa d'augmentar la potència d'un sistema d'eixos elèctrics és muntar conjuntaments a l'exterior tant a la part davantera com a la posterior de la carcassa de l'eix, utilitzant dos motors i conjunts de transmissió per impulsar conjuntament el reductor principal. Actualment, la potència màxima d'un eix motriu elèctric muntat a l'exterior-motor dual- pot arribar fins a 550 kW (uns 748 cavalls de potència). Els seus avantatges inclouen un cost relativament baix i un bon manteniment, mentre que els seus desavantatges són la baixa integració, la gran mida i un nombre limitat d'engranatges.
Eix motriu elèctric integrat Bosch: motor altament integrat, caixa de canvis de diverses velocitats-, transmissió final i diferencial.
Per abordar els problemes de l'excentricitat, la baixa integració i la gran mida general associats als eixos motors elèctrics muntats-externs, es va desenvolupar l'eix elèctric integrat. En aquest disseny, l'eix es divideix en tres seccions. La secció central integra el motor, la transmissió multi-velocitat, el reductor principal i el diferencial en una sola unitat, la qual cosa permet que encaixi dins de l'espai disponible al mig del bastidor. Les seccions esquerra i dreta són peces de fosa dissenyades per muntar els extrems de les rodes i els sistemes de frenada. Aquestes tres seccions estan connectades mitjançant brides.
Els principals avantatges d'un eix motriu de camions integrat són el seu alt nivell d'integració, cestructura compacta i disponibilitat de múltiples relacions d'engranatge. El seu principal inconvenient és que requereix un desenvolupament completament nou, el que resulta en un cost relativament més elevat.
02 Eix motriu elèctric distribuït i estratègia de conducció
La característica més destacada d'un eix motriu elèctric distribuït és l'eliminació del diferencial mecànic. En canvi, dos motors condueixen de manera independent les rodes esquerra i dreta. Quan es treballa en condicions de carretera dures, el sistema de control del xassís ajusta dinàmicament la velocitat i el parell de cada roda i fins i tot pot invertir la rotació de la roda per aconseguir un gir al lloc-. Durant les corbes, el sistema de control calcula amb precisió la velocitat i el parell de cada roda en funció de paràmetres com ara la velocitat del vehicle i l'angle de direcció-conegut habitualment com a diferencial electrònic-assegurant girs suaus alhora que evita el sobreviratge o el subviratge.
El segon eix del Tesla Semi és un eix motriu distribuït.
Pel que fa a l'aparença, un distribuïteix elèctricnormalment té dos conjunts de motor i transmissió muntats a la part davantera i posterior de l'eix, cosa que fa que sembli com un eix motriu elèctric de doble-motor extern-. La diferència clau és que el disseny distribuït elimina el diferencial mecànic. Actualment, el segon eix del camió pesat-Semi elèctric Tesla adopta una configuració d'eix motriu elèctric distribuït. Aquesta solució es basa en gran mesura en l'electrònica avançada de l'automòbil, els sistemes de control de xassís lineal i les tecnologies de conducció intel·ligent.
Els tres eixos del Tesla Semi inclouen eixos motrius muntats a l'exterior (un sol motor).
Al Saló de Vehicles Comercials de Hannover de 2024, TRION va examinar els dos kits d'eixos elèctrics utilitzats al Tesla Semi. El segon eix és un eix motriu elèctric distribuït amb dos motors muntats a la part davantera i posterior i sense mecanisme de canvi. El tercer eix és un eix motor elèctric muntat-extern equipat amb un sol motor i una transmissió de dues-velocitats. Segons la informació oficial, la potència màxima combinada dels tres motors independents arriba als 1.000 cavalls de potència.
L'estratègia de conducció funciona de la següent manera:
Durant una acceleració ràpida, els tres motors dels dos eixos motrius funcionen simultàniament. Amb un pes total del vehicle de 37 tones, el camió accelera de 0 a 96,5 km/h en només 20 segons.
Un cop el vehicle arriba als 60 km/h, els dos motors del segon eix (eix motriu elèctric distribuït) es desenganxen, l'embragatge entre la transmissió i el mig-eix es desconnecta i el motor del tercer eix (eix motriu elèctric-muntat a l'exterior) gestiona la navegació a gran-velocitat. La selecció de marxes s'ajusta automàticament en funció de la velocitat i les condicions de la carretera.
Quan es requereix una acceleració ràpida o una pujada forta, els dos motors del segon eix es tornen a activar immediatament-, permetent al vehicle pujar un 5% de pendent a velocitats de 50 a 70 km/h.
Durant la conducció en baixada, els tres motors ajusten els nivells de frenada regenerativa segons el pendent de la carretera i la velocitat del vehicle, funcionant com un sistema de frenada retardador.
Amb aquesta estratègia de conducció de tres-motors, el vehicle assoleix un consum d'energia d'aproximadament 1,24 kWh/km en creuer a 105 km/h amb un pes total de 37 tones.
03 Perspectives sobre les tendències de desenvolupament futur
Pel que fa a les tendències del mercat dels eixos motrius elèctrics integrats, externs-muntats i distribuïts durant els propers cinc anys, els avenços recents suggereixen una direcció clara. Utilitzant com a exemple els eixos motrius elèctrics integrats, diversos fabricants estan passant de dissenys-muntats externs a solucions integrades. A més, empreses com Bosch s'han saltat per complet-els eixos motrius elèctrics muntats externs i s'estan centrant directament en el desenvolupament de productes d'eix motriu elèctric integrats.
Aquests avenços indiquen que és probable que l'eix motriu elèctric integrat es converteixi en la solució principal per als camions elèctrics de càrrega pesada-.
Els sistemes d'eixos elèctrics distribuïts depenen molt de la tecnologia diferencial electrònica i actualment només són adequats per a determinades aplicacions de camions pesats-de gamma alta i intel·ligents-. És poc probable que es converteixin en corrent a curt termini. TRION creu que només amb la plena industrialització i l'adopció generalitzada de tecnologies de conducció intel·ligent en camions elèctrics-de càrrega pesada, les solucions d'eix motriu elèctric distribuïts tindran una acceptació més àmplia gradualment.
