Πρόσφατα, το TRION δημοσίευσε δύο άρθρα-"Ποια σενάρια είναι καταλληλότερα για ηλεκτρικά βαριά-φορτηγά που χρησιμοποιούν ηλεκτρικό κινητήριο άξονα"και"Πώς να επιλέξετε έναν ηλεκτρικό άξονα μετάδοσης κίνησης για ηλεκτρικά βαρέα φορτηγά-"-που προσέλκυσε ευρεία προσοχή από ιδιοκτήτες φορτηγών και επαγγελματίες του κλάδου σχετικά με τα βαρέα-καθήκοντασύστημα άξονωνλύσεις.
Από την άποψη της δομής και των αρχών λειτουργίας, οι ηλεκτρικοί κινητήριοι άξονες για βαρέα-φορτηγά φορτηγά μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους: ενσωματωμένο, εξωτερικό-τοποθετημένο και κατανεμημένο. Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ αυτών των τριών διαμορφώσεων; Πώς πρέπει να επιλέξουν οι χρήστες; Και ποια λύση είναι πιθανό να γίνει η κύρια τάση ανάπτυξης;
01 Ενσωματωμένοι και εξωτερικοί-Ενσωματωμένοι ηλεκτρικοί κινητήριοι άξονες
Το πιο χαρακτηριστικό χαρακτηριστικό ενός εξωτερικού-ηλεκτρικού άξονα είναι το ενσωματωμένο περίβλημα του άξονα. Το συγκρότημα κινητήρα και κιβωτίου ταχυτήτων εγκαθίστανται στο περίβλημα του άξονα μέσω μιας διεπαφής φλάντζας. Στην εμφάνιση, το συγκρότημα κινητήρα και κιβωτίου ταχυτήτων μοιάζει σαν να είναι "κρεμασμένο" στον άξονα, γι' αυτό και αναφέρεται ως εξωτερικός-μονταρισμένος σχεδιασμός. Επιπλέον, η δομή του κύριου μειωτήρα πρέπει επίσης να ρυθμιστεί ανάλογα, συνήθως αλλάζοντας από κωνικό σε ελικοειδή γρανάζι.
Εξωτερικός ηλεκτρικός κινητήριος άξονας: Το συγκρότημα κινητήρα και κιβωτίου ταχυτήτων συνδέονται στο περίβλημα του άξονα μέσω μιας φλάντζας.
Τα ελικοειδή γρανάζια και το διαφορικό του κύριου μειωτήρα του εξωτερικά τοποθετημένου ηλεκτρικού κινητήριου άξονα.
Το μεγαλύτερο πρόβλημα με μια εξωτερική-προσάρτησηάξονας ηλεκτρικού φορτηγούείναι η εκκεντρικότητα. Το συγκρότημα κινητήρα και κιβωτίου ταχυτήτων λειτουργεί σαν μια δοκός προβόλου, με το κέντρο βάρους του να μετατοπίζεται από τον άξονα του τροχού. Κατά την οδήγηση σε ανώμαλους ή ανώμαλους δρόμους, αυτή η διαμόρφωση δημιουργεί σημαντικές δυνάμεις αδράνειας, οι οποίες μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την αξιοπιστία του κινητήρα και του κιβωτίου ταχυτήτων. Λόγω των περιορισμών του χώρου εγκατάστασης στη μέση του πλαισίου, το κιβώτιο ταχυτήτων έχει συνήθως μόνο δύο γρανάζια και η ισχύς του κινητήρα είναι σχετικά περιορισμένη.
Το κέντρο βάρους του εξωτερικά τοποθετημένου ηλεκτρικού κινητήριου άξονα μετατοπίζεται από τη γραμμή του άξονα.
«Όταν η ισχύς είναι ανεπαρκής, η ποσότητα το αναπληρώνει». Ο πιο άμεσος τρόπος για να αυξήσετε την ισχύ ενός συστήματος e άξονων είναι να τοποθετήσετε εξωτερικά συγκροτήματα τόσο στο μπροστινό όσο και στο πίσω μέρος του περιβλήματος του άξονα, χρησιμοποιώντας δύο κινητήρες και συγκροτήματα μετάδοσης για την κοινή κίνηση του κύριου μειωτήρα. Προς το παρόν, η μέγιστη ισχύς ενός ηλεκτρικού άξονα μετάδοσης κίνησης με δύο-εξωτερικά-μοτέρ μπορεί να φτάσει τα 550 kW (περίπου 748 ίππους). Στα πλεονεκτήματά του συγκαταλέγεται το σχετικά χαμηλό κόστος και η καλή συντήρηση, ενώ τα μειονεκτήματά του είναι η χαμηλή ενσωμάτωση, το μεγάλο μέγεθος και ο περιορισμένος αριθμός ταχυτήτων.
Ενσωματωμένος ηλεκτρικός κινητήριος άξονας Bosch: εξαιρετικά ενσωματωμένος κινητήρας, κιβώτιο ταχυτήτων πολλαπλών-ταχυτήτων, τελική μετάδοση κίνησης και διαφορικό.
Για να αντιμετωπιστούν τα ζητήματα της εκκεντρικότητας, της χαμηλής ενσωμάτωσης και του μεγάλου συνολικού μεγέθους που σχετίζονται με εξωτερικούς-ηλεκτρικούς κινητήριους άξονες, αναπτύχθηκε ο ενσωματωμένος ηλεκτρικός άξονας. Σε αυτό το σχέδιο, ο άξονας χωρίζεται σε τρία τμήματα. Το κεντρικό τμήμα ενσωματώνει τον κινητήρα, το κιβώτιο ταχυτήτων πολλαπλών-ταχυτήτων, τον κύριο μειωτήρα και το διαφορικό σε μια ενιαία μονάδα, επιτρέποντάς του να χωράει στον διαθέσιμο χώρο στη μέση του πλαισίου. Το αριστερό και το δεξί τμήμα είναι καλούπια που έχουν σχεδιαστεί για την τοποθέτηση των άκρων των τροχών και των συστημάτων πέδησης. Αυτά τα τρία τμήματα συνδέονται μέσω φλάντζες.
Τα κύρια πλεονεκτήματα ενός ενσωματωμένου κινητήριου άξονα φορτηγού είναι το υψηλό επίπεδο ενσωμάτωσής του, γσυμπαγής δομή και διαθεσιμότητα πολλαπλών σχέσεων μετάδοσης. Το βασικό του μειονέκτημα είναι ότι απαιτεί εντελώς νέα εξέλιξη, με αποτέλεσμα σχετικά υψηλότερο κόστος.
02 Κατανεμημένος ηλεκτρικός άξονας μετάδοσης κίνησης και στρατηγική οδήγησης
Το πιο αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό ενός κατανεμημένου ηλεκτρικού κινητήριου άξονα είναι η εξάλειψη του μηχανικού διαφορικού. Αντίθετα, δύο κινητήρες κινούν ανεξάρτητα τον αριστερό και τον δεξιό τροχό. Όταν λειτουργεί κάτω από δύσκολες οδικές συνθήκες, το σύστημα ελέγχου πλαισίου προσαρμόζει δυναμικά την ταχύτητα και τη ροπή κάθε τροχού και μπορεί ακόμη και να αντιστρέψει την περιστροφή του τροχού για να επιτύχει-τοπική στροφή. Κατά τις στροφές, το σύστημα ελέγχου υπολογίζει με ακρίβεια την ταχύτητα και τη ροπή κάθε τροχού με βάση παραμέτρους όπως η ταχύτητα του οχήματος και η γωνία διεύθυνσης-που συνήθως αναφέρονται ως ηλεκτρονικό διαφορικό-εξασφαλίζοντας ομαλές στροφές αποτρέποντας την υπερστροφή ή την υποστροφή.
Ο δεύτερος άξονας του Tesla Semi είναι ένας κατανεμημένος κινητήριος άξονας.
Όσον αφορά την εμφάνιση, ένα κατανεμημένοηλεκτρικός άξοναςέχει συνήθως δύο συγκροτήματα κινητήρα και κιβωτίου ταχυτήτων τοποθετημένα στο μπροστινό και το πίσω μέρος του άξονα, που τον κάνουν να μοιάζει με έναν ηλεκτρικό άξονα μετάδοσης κίνησης με διπλό-εξωτερικό-μοτέρ. Η βασική διαφορά είναι ότι ο κατανεμημένος σχεδιασμός εξαλείφει το μηχανικό διαφορικό. Επί του παρόντος, ο δεύτερος άξονας του βαρέος{4}}Tesla Semi ηλεκτρικού φορτηγού υιοθετεί μια διάταξη κατανεμημένου ηλεκτρικού κινητήριου άξονα. Αυτή η λύση βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε προηγμένα ηλεκτρονικά αυτοκινήτων, γραμμικά συστήματα ελέγχου πλαισίου και έξυπνες τεχνολογίες οδήγησης.
Οι τρεις άξονες του Tesla Semi διαθέτουν εξωτερικά τοποθετημένους κινητήριους άξονες (μονοκινητήρας).
Στην Έκθεση Επαγγελματικών Οχημάτων του Ανόβερου το 2024, η TRION εξέτασε τα δύο κιτ αξόνων που χρησιμοποιούνται στο Tesla Semi. Ο δεύτερος άξονας είναι ένας κατανεμημένος ηλεκτρικός κινητήριος άξονας με δύο κινητήρες τοποθετημένους μπροστά και πίσω και χωρίς μηχανισμό αλλαγής ταχυτήτων. Ο τρίτος άξονας είναι ένας εξωτερικός-ηλεκτρικός κινητήριος άξονας εξοπλισμένος με έναν μόνο κινητήρα και ένα κιβώτιο ταχυτήτων δύο-ταχυτήτων. Σύμφωνα με επίσημες πληροφορίες, η συνδυασμένη μέγιστη ισχύς των τριών ανεξάρτητων κινητήρων φτάνει τους 1.000 ίππους.
Η στρατηγική οδήγησης λειτουργεί ως εξής:
Κατά την ταχεία επιτάχυνση, και οι τρεις κινητήρες στους δύο κινητήριους άξονες λειτουργούν ταυτόχρονα. Με συνολικό βάρος οχήματος 37 τόνους, το φορτηγό επιταχύνει από 0 στα 96,5 km/h σε μόλις 20 δευτερόλεπτα.
Μόλις το όχημα φτάσει τα 60 km/h, οι δύο κινητήρες στον δεύτερο άξονα (κατανεμημένος ηλεκτρικός κινητήριος άξονας) αποδεσμεύονται, ο συμπλέκτης μεταξύ του κιβωτίου ταχυτήτων και του μισού-άξονα αποσυνδέεται και ο κινητήρας στον τρίτο άξονα (εξωτερικός-ηλεκτρικός κινητήριος άξονας) χειρίζεται την υψηλή-ταχύτητα. Η επιλογή ταχύτητας ρυθμίζεται αυτόματα με βάση την ταχύτητα και τις συνθήκες του δρόμου.
Όταν απαιτείται γρήγορη επιτάχυνση ή απότομη αναρρίχηση, οι δύο κινητήρες στον δεύτερο άξονα εμπλέκονται αμέσως ξανά, επιτρέποντας στο όχημα να ανέβει 5% σε κλίσεις με ταχύτητες 50–70 km/h.
Κατά την οδήγηση σε κατηφόρα, και οι τρεις κινητήρες προσαρμόζουν τα επίπεδα αναγεννητικής πέδησης ανάλογα με την κλίση του δρόμου και την ταχύτητα του οχήματος, λειτουργώντας ως σύστημα πέδησης επιβραδυντή.
Σύμφωνα με αυτήν τη στρατηγική οδήγησης με τρεις-μοτέρ, το όχημα επιτυγχάνει κατανάλωση ενέργειας περίπου 1,24 kWh/km όταν ταξιδεύει με 105 km/h με συνολικό βάρος 37 τόνων.
03 Προοπτικές για τις μελλοντικές τάσεις ανάπτυξης
Όσον αφορά τις τάσεις της αγοράς για ενσωματωμένους, εξωτερικούς-και κατανεμημένους ηλεκτρικούς κινητήριους άξονες τα επόμενα πέντε χρόνια, οι πρόσφατες εξελίξεις προτείνουν μια σαφή κατεύθυνση. Χρησιμοποιώντας για παράδειγμα ενσωματωμένους ηλεκτρικούς κινητήριους άξονες, αρκετοί κατασκευαστές μεταβαίνουν από εξωτερικά-μονταρισμένα σχέδια σε ολοκληρωμένες λύσεις. Επιπλέον, εταιρείες όπως η Bosch έχουν παρακάμψει εντελώς τους εξωτερικούς-ηλεκτρικούς κινητήριους άξονες και εστιάζουν άμεσα στην ανάπτυξη προϊόντων ολοκληρωμένων ηλεκτρικών κινητήριων αξόνων.
Αυτές οι εξελίξεις δείχνουν ότι ο ενσωματωμένος ηλεκτρικός κινητήριος άξονας είναι πιθανό να γίνει η κύρια λύση για ηλεκτρικά βαρέα φορτηγά-.
Τα κατανεμημένα συστήματα ηλεκτρικών αξόνων βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στην τεχνολογία ηλεκτρονικών διαφορικών και είναι προς το παρόν κατάλληλα μόνο για ορισμένες εφαρμογές υψηλών{0}}ευφυών ηλεκτρικών-βαρέων φορτηγών. Είναι απίθανο να γίνουν mainstream βραχυπρόθεσμα. Η TRION πιστεύει ότι μόνο με την πλήρη εκβιομηχάνιση και την ευρεία υιοθέτηση των τεχνολογιών ευφυούς οδήγησης στα ηλεκτρικά βαρέα φορτηγά-θα αποκτήσουν σταδιακά ευρύτερη αποδοχή οι διανεμημένες λύσεις ηλεκτρικών κινητήριων αξόνων.
