Niedawno TRION opublikował dwa artykuły-"Które scenariusze są bardziej odpowiednie dla elektrycznych-ciężarówek o dużej ładowności do stosowania elektrycznej osi napędowej"I"Jak wybrać elektryczną oś napędową do elektrycznych-ciężarówek o dużej ładowności"-co przyciągnęło powszechną uwagę właścicieli ciężarówek i specjalistów z branży w zakresie ciężkich-zastosowańukład osirozwiązania.
Z punktu widzenia konstrukcji i zasad działania elektryczne osie napędowe do-ciężkich samochodów ciężarowych można podzielić na trzy typy: zintegrowane,-montowane na zewnątrz i rozproszone. Jakie są różnice pomiędzy tymi trzema konfiguracjami? Jak użytkownicy powinni wybierać? A które rozwiązanie ma szansę stać się głównym trendem rozwojowym?
01 Zintegrowane i montowane zewnętrznie-osie z napędem elektrycznym
Najbardziej charakterystyczną cechą osi elektrycznej montowanej-zewnętrznie jest jej integralna obudowa osi. Zespół silnika i przekładni jest montowany na obudowie osi poprzez złącze kołnierzowe. Z wyglądu zespół silnika i przekładni wygląda tak, jakby był „zawieszony” na osi, dlatego określa się go jako konstrukcję montowaną-zewnętrznie. Ponadto należy odpowiednio dostosować konstrukcję głównej przekładni redukcyjnej, zazwyczaj zmieniając ją z przekładni stożkowej na przekładnię śrubową.
Zewnętrzna elektryczna oś napędowa: Zespół silnika i skrzyni biegów są połączone z obudową osi za pomocą kołnierza.
Przekładnie śrubowe i mechanizm różnicowy zamontowanej zewnętrznie głównej przekładni redukcyjnej elektrycznej osi napędowej.
Największy problem w przypadku montażu zewnętrznego-elektryczna oś ciężarówkijest ekscentryczność. Zespół silnika i przekładni działa jak belka wspornikowa, której środek ciężkości jest przesunięty w stosunku do osi koła. Podczas jazdy po nierównych lub nierównych drogach konfiguracja ta generuje znaczne siły bezwładności, które mogą negatywnie wpłynąć na niezawodność silnika i skrzyni biegów. Ze względu na ograniczoną przestrzeń montażową w środku ramy, przekładnia ma zwykle tylko dwa biegi, a moc silnika jest stosunkowo ograniczona.
Środek ciężkości zamontowanej zewnętrznie elektrycznej osi napędowej jest przesunięty w stosunku do linii osi.
„Kiedy moc jest niewystarczająca, ilość to rekompensuje”. Najbardziej bezpośrednim sposobem na zwiększenie mocy układu osi e jest montaż zespołów zewnętrznie, zarówno z przodu, jak i z tyłu obudowy osi, przy użyciu dwóch silników i zespołów przekładni do wspólnego napędzania głównego reduktora. Obecnie moc szczytowa elektrycznej osi napędowej montowanej-na zewnątrz-silnikach może sięgać 550 kW (około 748 koni mechanicznych). Do jego zalet należy stosunkowo niski koszt i dobra łatwość konserwacji, a wadami jest niska integracja, duże rozmiary i ograniczona liczba biegów.
Zintegrowana elektryczna oś napędowa Bosch: wysoce zintegrowany silnik, wielobiegowa-skrzynia biegów, przekładnia główna i mechanizm różnicowy.
Aby rozwiązać problemy związane z mimośrodem, niską integracją i dużym rozmiarem całkowitym związanym z montowanymi zewnętrznie-elektrycznymi osiami napędowymi, opracowano zintegrowaną oś elektryczną. W tej konstrukcji oś jest podzielona na trzy sekcje. Część środkowa łączy silnik,-przekładnię wielobiegową, główny reduktor i mechanizm różnicowy w jedną całość, dzięki czemu mieści się w dostępnej przestrzeni pośrodku ramy. Sekcje lewa i prawa to odlewy przeznaczone do montażu piast kół i układów hamulcowych. Te trzy sekcje są połączone kołnierzami.
Głównymi zaletami zintegrowanej osi napędowej samochodów ciężarowych jest wysoki stopień integracji, okzwarta konstrukcja i dostępność wielu przełożeń. Jego główną wadą jest to, że wymaga całkowicie nowego opracowania, co skutkuje stosunkowo wyższymi kosztami.
02 Rozproszona elektryczna oś napędowa i strategia jazdy
Najbardziej zauważalną cechą rozproszonej elektrycznej osi napędowej jest eliminacja mechanicznego mechanizmu różnicowego. Zamiast tego dwa silniki niezależnie napędzają lewe i prawe koła. Podczas pracy w trudnych warunkach drogowych układ sterowania podwoziem dynamicznie dostosowuje prędkość i moment obrotowy każdego koła, a nawet może odwrócić obrót koła, aby uzyskać-skręt w miejscu. Podczas pokonywania zakrętów układ sterowania precyzyjnie oblicza prędkość i moment obrotowy każdego koła na podstawie parametrów takich jak prędkość pojazdu i kąt skrętu-powszechnie określanych jako elektroniczny mechanizm różnicowy-zapewniający płynne skręcanie i zapobiegający nadsterowności lub podsterowności.
Druga oś Tesli Semi to oś napędowa rozproszona.
Pod względem wyglądu jest rozproszonyoś elektrycznazazwyczaj ma dwa zespoły silnika i przekładni zamontowane z przodu i z tyłu osi, dzięki czemu wygląda podobnie do elektrycznej osi napędowej z dwoma-silnikami-montowanymi na zewnątrz. Kluczowa różnica polega na tym, że rozproszona konstrukcja eliminuje mechaniczny mechanizm różnicowy. Obecnie druga oś ciężkiego-elektrycznego samochodu ciężarowego Tesla Semi ma konfigurację rozproszonej elektrycznej osi napędowej. Rozwiązanie to w dużej mierze opiera się na zaawansowanej elektronice samochodowej, liniowych systemach sterowania podwoziem i inteligentnych technologiach jazdy.
Trzy osie Tesli Semi mają zamontowane zewnętrznie osie napędowe (pojedynczy silnik).
Podczas Salonu Pojazdów Użytkowych w Hanowerze w 2024 r. TRION zbadał dwa zestawy osi ev zastosowane w Tesli Semi. Druga oś to rozdzielona elektryczna oś napędowa z dwoma silnikami zamontowanymi z przodu i z tyłu, bez mechanizmu zmiany biegów. Trzecia oś to montowana na zewnątrz-elektryczna oś napędowa, wyposażona w pojedynczy silnik i dwubiegową-przekładnię. Według oficjalnych informacji łączna moc szczytowa trzech niezależnych silników sięga 1000 koni mechanicznych.
Strategia jazdy działa w następujący sposób:
Podczas szybkiego przyspieszania wszystkie trzy silniki na dwóch osiach napędowych działają jednocześnie. Przy całkowitej masie pojazdu wynoszącej 37 ton ciężarówka przyspiesza od 0 do 96,5 km/h w zaledwie 20 sekund.
Gdy pojazd osiągnie prędkość 60 km/h, dwa silniki na drugiej osi (elektryczna oś napędowa rozdzielona) odłączają się, sprzęgło między skrzynią biegów a pół-wałem zostaje odłączone, a silnik na trzeciej osi (elektryczna oś napędowa montowana-zewnętrznie) umożliwia jazdę-z dużą prędkością. Wybór biegu jest automatycznie dostosowywany w zależności od prędkości i warunków drogowych.
Gdy wymagane jest szybkie przyspieszenie lub wspinaczka pod strome wzniesienie, dwa silniki na drugiej osi natychmiast-włączają się ponownie, umożliwiając pojazdowi pokonywanie wzniesień o nachyleniu 5% przy prędkości 50–70 km/h.
Podczas jazdy w dół wszystkie trzy silniki dostosowują poziom hamowania regeneracyjnego w zależności od nachylenia drogi i prędkości pojazdu, działając jako układ hamulcowy z zwalniaczem.
W ramach tej strategii jazdy z trzema-silnikami pojazd osiąga zużycie energii na poziomie około 1,24 kWh/km podczas jazdy z prędkością 105 km/h przy całkowitej masie 37 ton.
03 Perspektywy przyszłych trendów rozwojowych
Jeśli chodzi o trendy rynkowe w zakresie zintegrowanych,{0}}montowanych zewnętrznie i rozproszonych elektrycznych osi napędowych w ciągu najbliższych pięciu lat, ostatnie zmiany wskazują jasny kierunek. Na przykładzie zintegrowanych elektrycznych osi napędowych kilku producentów przechodzi z konstrukcji montowanych-zewnętrznie na rozwiązania zintegrowane. Ponadto firmy takie jak Bosch całkowicie pominęły-montowane na zewnątrz elektryczne osie napędowe i skupiają się bezpośrednio na rozwoju produktów ze zintegrowanymi elektrycznymi osiami napędowymi.
Zmiany te wskazują, że zintegrowana elektryczna oś napędowa prawdopodobnie stanie się głównym rozwiązaniem dla elektrycznych-ciężarówek o dużej ładowności.
Rozproszone elektryczne układy osi w dużym stopniu opierają się na technologii elektronicznego mechanizmu różnicowego i obecnie nadają się tylko do niektórych-inteligentnych elektrycznych-ciężarówek o dużej ładowności. Jest mało prawdopodobne, aby w krótkim okresie stały się głównym nurtem. TRION wierzy, że dopiero wraz z pełną industrializacją i powszechnym przyjęciem technologii inteligentnego napędu w elektrycznych-ciężarówkach o dużej ładowności rozproszone rozwiązania elektrycznych osi napędowych stopniowo zyskają szerszą akceptację.
