Kierując się wdrażaniem polityki neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla, tradycyjne ciężarówki na paliwo stale przechodzą w kierunku nowych rozwiązań energetycznych i stopniowo wkraczają w pole widzenia właścicieli ciężarówek. Konfiguracje napędu ciężarówek ewoluowały od tradycyjnych konfiguracji tylnej osi stosowanych we wczesnych modelach paliwowych, poprzez silnik i konwencjonalną konfigurację tylnej osi we wczesnych pojazdach elektrycznych, aż do zaawansowanychelektryczna oś napędowatechnologie. Jakie są więc różnice między tymi rozwiązaniami? Dziś TRION wyjaśnia je właścicielom ciężarówek.
Tradycyjna tylna oś napędowa:-testowana, niezawodna i sprawdzona
Tradycyjne ciężarówki na paliwo mają długą historię rozwoju, z dojrzałymi konstrukcjami podwozi i stabilną konstrukcją ogólną. Tylna oś napędowa składa się z głównego reduktora, mechanizmu różnicowego, mechanizmu przekładni i obudowy osi i odpowiada za rozdział mocy z wału napędowego na lewe i prawe koło.
Po latach ciągłego rozwoju tylne osie do samochodów ciężarowych z paliwem przeszły wiele iteracji. Niezależnie od tego, czy jest to powszechnie stosowana konwencjonalna oś-półosi, czy bardziej praktyczna-oś z bocznym reduktorem koła, powszechnie spotykana obecnie, systemy te towarzyszą właścicielom samochodów ciężarowych w ich drodze do rentowności poprzez transport ładunków.
Podobnie, w miarę dojrzewania technologii czysto elektrycznej, konfiguracje napędów elektrycznych ciężarówek nadal ewoluowały. Obecnie na rynku dominują trzy główne tryby napędu: centralny napęd silnikowy, zintegrowana elektryczna oś napędowa i rozproszona elektryczna oś napędowa.
Centralny napęd silnikowy: prosta konstrukcja, ograniczone scenariusze zastosowań
Najwcześniejsze rozwiązania w zakresie napędu wyłącznie elektrycznego przejęły dojrzałe technologie z pojazdów napędzanych paliwem, po prostu zastępując silnik silnikiem elektrycznym. Ponieważ silnik jest zainstalowany blisko środka pojazdu, konfiguracja ta nazywana jest centralnym napędem silnikowym. Podejście to wymaga minimalnych modyfikacji oryginalnego układu podwozia, oferując prostą konstrukcję, niski koszt i szybką industrializację.
Centralne układy napędowe są szeroko stosowane w zagranicznych modelach autobusów-niskopodłogowych. Moc wyjściowa-silnik + przekładnia + oś napędowa-koncentruje się na przekładniach czysto elektrycznych. Typowa 2-biegowa elektryczna skrzynia biegów może zapewnić moment obrotowy do 500 N·m i jest odpowiednia dla lekkich samochodów ciężarowych o ładowności do 10 ton.
W rezultacie centralny napęd silnikowy jest powszechny w autobusach i lekkich-ciężarówkach, ale rzadko jest stosowany w ciężkich-samochodach ciężarowych. Głównym powodem jest to, że pojedynczy silnik nie jest w stanie sprostać wymaganiom dotyczącym dużej mocy i momentu obrotowego w-ciężkich zastosowaniach. Chociaż układy centralnego napędu z dwoma-silnikami teoretycznie mogą spełnić te wymagania, nie zostały one powszechnie przyjęte ze względu na wysokie koszty systemu, zwiększoną masę oraz złożone struktury i strategie sterowania.
Zintegrowana elektryczna oś napędowa: wiele zalet i główny nurt krajowy
W centralnym silnikowym układzie napędowym energia kinetyczna wytwarzana przez silnik przekazywana jest przez skrzynię biegów, a następnie na tylną oś, co powoduje straty energii przed dotarciem do kół. Aby osiągnąć wyższą wydajność mocy i lepiej zaspokoić potrzeby użytkowników, pojawił się nowy tryb jazdy, który integruje silnik, falownik i przekładnię elektryczną bezpośrednio w osi napędowej. Rozwój ten doprowadził do powstania zintegrowanej elektrycznej osi napędowej.
W tej konfiguracji redukcja prędkości i wzmocnienie momentu obrotowego zachodzą bezpośrednio na osi, co znacznie poprawia wydajność przekładni w porównaniu z centralnym napędem silnikowym. Eliminuje również takie elementy, jak wał napędowy i wsporniki zawieszenia, zmniejszając zarówno masę pojazdu, jak i koszty produkcji. Zwolnioną-przestrzeń można wykorzystać do zainstalowania dodatkowych akumulatorów, co jeszcze bardziej poprawi zasięg jazdy.
Wspierana zarówno przez zalety techniczne, jak i sprzyjające otoczenie polityczne i rynkowe, zintegrowana elektryczna oś napędowa stała się najczęściej stosowanym rozwiązaniem napędowym dla pojazdów ciężarowych zasilanych wyłącznie energią elektryczną w Chinach, z szeroką gamą marek oferujących dojrzałe produkty.
Na przykład firma BYD wypuściła na rynek całkowicie-elektryczną wywrotkę 8×4 wyposażoną w-samodzielnie opracowaną,-produkowaną masowo-zintegrowaną elektryczną oś napędową z podwójnym-wahaczami-zasadniczo dwa zestawy elektrycznie zintegrowanych, wielostopniowych-osi z redukcją. W tej konfiguracji osiąga się maksymalne nachylenie wznoszenia przekraczające 50% i sprawność przekładni przekraczającą 95%. Właścicielom ciężarówek zajmującym się transportem piasku, żwiru i innych surowców w regionie Yunnan–Guizhou–Sichuan ta elektryczna oś do pojazdów ciężarowych umożliwia wydajną i niezawodną pracę.
Rozproszona elektryczna oś napędowa: wysoka integracja i przyszły trend
W zależności od umiejscowienia silnika, elektryczne osie napędowe mogą również przyjąć bardziej zaawansowaną konfigurację rozproszoną, która zapewnia wyższą wydajność, mniejsze zużycie energii i mniejszą masę.
Rozproszoneelektryczne osie napędoweogólnie można podzielić na dwie kategorie: napęd silnikowy-od strony koła i napęd silnikowy w piaście. W układzie silnika-po stronie koła silniki napędowe są instalowane w pobliżu każdego koła po obu stronach osi, podczas gdy elementy takie jak reduktor i układ hamulcowy pozostają zintegrowane z zespołem osi elektrycznej.
Ta struktura techniczna jest stosunkowo prosta i zapewnia wyższą wydajność transmisji. Umożliwia także precyzyjną kontrolę prędkości i momentu obrotowego kół za pomocą zaawansowanych elektronicznych układów sterowania, osiągając poziom dynamiki, który jest trudny do osiągnięcia w przypadku tradycyjnych układów napędowych. W rezultacie znacznie poprawiono prowadzenie pojazdu, stabilność i ogólne właściwości jezdne.
Obecnie firma Mercedes-Benz Trucks opracowała silnikową oś napędową-od strony koła i zastosowała ją w elektrycznym{{2}Benz eActros-ciężkim samochodzie ciężarowym. W Chinach firma BYD niezależnie opracowała także elektryczną oś napędową-od strony koła. Autobus elektryczny BYD K9 wyposażony w ten system był-produkowany masowo od wielu lat i eksportowany na rynki rozwinięte, takie jak Stany Zjednoczone, Europa i Japonia, a wielokrotne dostawy przekraczały 100 sztuk.
Układy napędowe z silnikami w piaście dodatkowo integrują silnik, hamulec i piastę bezpośrednio z kołem, eliminując tradycyjne komponenty, takie jak skrzynia biegów, wał napędowy i mechanizm różnicowy. Chociaż podejście to pozwala osiągnąć niezwykle wysoki poziom integracji, stwarza ono również poważne wyzwania w zakresie złożoności projektu, kosztów badań i rozwoju oraz cyklu rozwojowego. W rezultacie żaden krajowy producent samochodów nie osiągnął jeszcze masowej produkcji-na dużą skalę, choć przyszłe przełomy są nadal możliwe.
Wniosek
Ogólnie rzecz biorąc, konfiguracje napędu wyłącznie elektrycznego ewoluowały od zwykłej wymiany silnika na silnik do wysoce zintegrowanych rozwiązań opartych na osiach i kołach,-których priorytetem jest wydajność i wykorzystanie przestrzeni. Ze względu na dojrzałość technologiczną i względy kosztowe, zintegrowaneelektryczna oś napędowapozostaje głównym rozwiązaniem na rynku krajowym. TRION wierzy jednak, że wraz z postępem technologii i spadkiem kosztów konfiguracje napędu tylnej osi będą nadal ewoluować, a rozproszone elektryczne systemy napędu ostatecznie staną się podstawowym rozwiązaniem przyszłości. Z niecierpliwością czekamy na współpracę z wiodącymi producentami samochodów, aby osiągnąć dalsze przełomy technologiczne i promować-wysokiej jakości rozwój elektryfikacji samochodów ciężarowych.
