محور محرک مرکزی یا محور الکتریکی: انتخاب محرک برای کامیون های الکتریکی

به عنوان جزء اصلی کامیون های برقی، انتخاب فن آوری پیشرانه به طور مستقیم عملکرد خودرو، هزینه های عملیاتی و رقابت در بازار را تعیین می کند.

در حال حاضر، دو مسیر اصلی فنی در صنعت کامیون های برقی، محور مرکزی ومحور محرک الکتریکی. این یک بحث ساده بر سر مزیت های فنی نیست، بلکه یک تغییر عمیق مربوط به بازسازی زنجیره صنعتی، ارزیابی مجدد ارزش کاربری-و حتی اینکه آیا خودروهای تجاری چین می توانند از رقبا در بازار جهانی پیشی بگیرند یا خیر است.

مقایسه ویژگی‌های فنی بین محور محرک مرکزی و محور الکتریکی

تفاوت اساسی بین محور محرک مرکزی و محور محرک الکتریکی در فلسفه طراحی چیدمان غیرمتمرکز در مقابل یکپارچگی بالا نهفته است. این واگرایی مستقیماً در شاخص های فنی کلیدی مانند کارایی، فضا و پیچیدگی سازه منعکس می شود.

سیستم محرک مرکزی بر اساس معماری سنتی درایو کامیون‌های سنگین سوخت-توسعه یافته است و «موتور + گیربکس» را با «موتور + کاهنده» جایگزین می‌کند و در عین حال قطعات مکانیکی انتقال مانند شفت‌های محرک را حفظ می‌کند. یک موتور مستقل روی شاسی قرار می دهد و نیرو را از طریق محور محرک به محور محرک منتقل می کند.

این سازه دارای قطعات مکانیکی فراوان و مسیر انتقال طولانی است که به دلیل اصطکاک در گیربکس و محور محرک انرژی به طور مداوم از دست می‌رود. بازده کلی سیستم به طور محافظه کارانه در حدود 85٪ برآورد شده است.

محور محرک الکتریکی نشان دهنده یک فلسفه طراحی کاملا متفاوت است. اجزای اصلی مانند موتورها، کاهنده ها و دیفرانسیل های داخل محور را به شدت ادغام می کند، شفت محرک را خنثی می کند، درایو مستقیم قدرت را متوجه می شود و مسیر انتقال را بسیار کوتاه می کند.

این شکاف کارایی برای عملیات کامیون‌های سنگین-از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. راندمان مسیر سنتی درایو مرکزی تنها 85 درصد است، در حالی که محور محرک الکتریکی یکپارچه راندمان را تا 95 درصد افزایش می دهد و به طور مستقیم مصرف برق را تا 10 درصد کاهش می دهد.

سبک وزن دومین امتیاز فنی اصلی محور محرک الکتریکی است. پس از لغو شفت محرک و قطعات مربوطه، وزن محدود خودرو را می توان بیش از 100 کیلوگرم تا چند صد کیلوگرم کاهش داد.

در مقایسه با راه‌حل‌های درایو مستقیم سنتی، محور محرک الکتریکی به وزن سبکی در حدود 500 کیلوگرم دست می‌یابد که خود محور بیش از 150 کیلوگرم وزن را کاهش می‌دهد. برای صنعت لجستیک که بر حسب تن شارژ می شود، ظرفیت بار ذخیره شده مستقیماً به سود تبدیل می شود.

علاوه بر این، محور محرک الکتریکی شفت محرک را خنثی می‌کند و فضای بزرگ خالی در وسط شاسی را می‌توان برای طرح‌بندی باتری زیر-استفاده کرد. در مقایسه با{2}}باتری‌های نصب‌شده در عقب که معمولاً در خودروهای محرک مرکزی استفاده می‌شوند، طراحی زیر{3}}مرکز ثقل خودرو را کاهش می‌دهد، به طور قابل‌توجهی ثبات رانندگی را بهبود می‌بخشد، خطر واژگونی را کاهش می‌دهد و بار محور جلو را برای افزایش عمر لاستیک پراکنده می‌کند. این ریشه فنی است که چرا کامیون های برقی می توانند به راحتی باتری های بزرگ 400 کیلووات ساعتی یا حتی 600 کیلووات ساعتی را حمل کنند و در محدوده برد سرب داشته باشند.

از نظر پتانسیل هوشمند، محور محرک الکتریکی نیز دارای مزایای ذاتی است. ساختار انتقال مکانیکی بسیار ساده‌شده، انتقال سیگنال الکترونیکی را مستقیم‌تر می‌کند، کنترل دقیق خودرو و پاسخ{1}زمان واقعی را تسهیل می‌کند، و پایه‌ای را برای سیستم‌های کمک راننده پیشرفته، بازیابی انرژی هوشمند و سایر عملکردها ایجاد می‌کند. همانطور که رقابت "نیمه دوم" کامیون های انرژی جدید به سمت هوشمندی تغییر می کند، این مزیت برجسته تر می شود.

معضلات عملی رایج سازی محور محرک الکتریکی در مقابل نقش بالاست درایو مرکزی

با این حال، مزایای فنی با تسلط بر بازار برابری نمی کند. اگرچه صنعت مزایای بسیاری از محور محرک الکتریکی را می شناسد، تا کنون، ضریب نفوذ محور محرک الکتریکی در تراکتورهای سنگین{1}}الکتریکی پایین باقی مانده است.

این به این دلیل است که هزینه محور محرک الکتریکی بالا است. محور محرک الکتریکی اجزای اصلی مانند-موتورهای با قدرت بالا، گیربکس‌های دنده دقیق و ماژول‌های قدرت را یکپارچه می‌کند، بنابراین هزینه تک-محور به طور قابل‌توجهی بیشتر از محورهای مکانیکی سنتی و سیستم‌های محرک مرکزی است.

در مقابل، خودروهای محرک مرکزی از یک سیستم انتقال مکانیکی بالغ با هزینه‌های تولید خودرو نسبتاً پایین استفاده می‌کنند. در کوتاه‌مدت سناریوهای-حمل و نقل از راه دور مانند معادن زغال‌سنگ و شن‌های شنی که در آن نرخ حمل‌ونقل پایین است، تصمیم‌گیرندگان ناوگان{2}} اولویت را به هزینه‌های اولیه تدارکات می‌دهند. برای یک مدل حمل و نقل نازک{4}}، صرف 30000 تا 50000 یوان اضافی برای یک وسیله نقلیه به معنای افزایش مستقیم فشار دوره حساب است.

بنابراین، اگرچه تولید انبوه به تدریج هزینه محور محرک الکتریکی را کاهش می دهد، شکاف هزینه با درایو مرکزی هنوز در کوتاه مدت به طور کامل کاهش می یابد.

در عین حال، تأیید قابلیت اطمینان آستانه دوم است. کامیون‌های سنگین-در محیط‌های شدید کار می‌کنند-بار بیش از حد، صعودهای طولانی، لرزش زیاد و شرایط سخت جاده، آزمایش‌های بسیار سختی را بر روی هر فناوری جدید تحمیل می‌کنند.

ادغام عمیق اجزای اصلی مانند موتورها و کاهنده ها در محور محرک الکتریکی راندمان را بهبود می بخشد اما چالش های فنی جدیدی را نیز به همراه دارد.

به عنوان مثال، موتورها در شرایط نامناسب جاده به شدت می لرزند، قفل بین محورها در مسیرهای چند محوری در دسترس نیست، و ظرفیت رانندگی در جاده های پیچیده کاهش می یابد.

تحت شرایط بار سنگین، خروجی-گشتاور بالا{{2} درازمدت محور محرک الکتریکی الزامات بیشتری را در مورد عایق موتور، دوام دنده و مدیریت حرارتی ایجاد می‌کند و قابلیت اطمینان آن در محیط‌های شدید مانند سرمای زیاد، دمای بالا و معادن همچنان نیازمند تأیید- طولانی مدت است.

علاوه بر این، راحتی تعمیر و نگهداری نیز یک مانع عملی برجسته در بازخورد کاربران است. ساختار غیرمتمرکز درایو مرکزی دارای نقاط خطای واضحی است و اکثر کارهای تعمیر و نگهداری را می توان در ایستگاه های تعمیر معمولی با حداقل تلفات زمان خرابی خودرو تکمیل کرد.

طراحی بسیار یکپارچه محور محرک الکتریکی عیب یابی عیب را پیچیده می کند. موتورها و کاهنده ها با هم ادغام می شوند و به محض بروز مشکل، تکنسین های حرفه ای و تجهیزات ویژه برای شناسایی و نگهداری مورد نیاز هستند. برخی از اجزای اصلی حتی باید به طور کلی تعویض شوند که در نتیجه هزینه های نگهداری بالا و خرابی طولانی مدت را به دنبال دارد. به خصوص در مناطق دورافتاده، پاسخ به تعمیر و نگهداری کند است و هزینه های تعمیر و نگهداری بالا است.

برای شرکت‌های لجستیکی که به در دسترس بودن وسیله نقلیه بالایی نیاز دارند، خطر از دست دادن مستقیم و ریزش مشتری ناشی از "از کار افتادن" یک خودرو برای یک روز کافی است تا آنها را در مورد فناوری‌های جدید محتاط کند.

در مقابل این پس‌زمینه، سیستم محرکه مرکزی روش اصلی درایو برای کامیون‌های سنگین- انرژی جدید باقی می‌ماند.

اصل کار سیستم محرک مرکزی شبیه به کامیون های سنگین{0}}سوختی است. موتورها، گیربکس‌ها، محورهای محرک و سایر اجزای آن قطعات بالغی هستند که سال‌هاست در بازار با حالت‌های خطای واضح مورد استفاده قرار گرفته‌اند و سازگاری قوی‌تری با شرایط کاری بسیار پیچیده مانند معادن و سایت‌های ساختمانی دارند.

در عین حال، گیربکس‌ها، شفت‌های محرک و سایر اجزای وسایل نقلیه مرکزی محرکه تفاوت چندانی با کامیون‌های سنگین{0}}سوختی سنتی ندارند و مراکز تعمیر و نگهداری کامیون‌های سنگین سوخت{1} و مهندسان موجود می‌توانند با کمی آموزش شروع به کار کنند. برای صنعت حمل و نقل، زمان کارایی است و راحتی تعمیر و نگهداری به طور مستقیم بر در دسترس بودن وسیله نقلیه تأثیر می گذارد.

شایان ذکر است که تحقیق و توسعه فناوری درایو مرکزی راکد نشده است و بسیاری از شرکت ها به طور فعال در حال بهبود کارایی آن هستند. این نشان می‌دهد که محرک مرکزی و محور محرکه الکتریکی یک «بازی-جمع صفر» نیستند، بلکه دو مسیر در حال تکامل موازی هستند.

انطباق سناریو انتخاب مسیر را تعیین می‌کند: محور محرک الکتریکی حرف اول را می‌زند-تدارکات حمل و نقل

الگوی نهایی دو مسیر فنی بر اساس نیازهای واقعی سناریوهای مختلف حمل و نقل شکل می گیرد.

تدارکات خط- اولین میدان نبرد موفقیت آمیز خواهد بودمحور محرک الکتریکی. این قضاوت به خوبی-بنیاد است: تدارکات خط- دارای بار استاندارد، مسافت طولانی و در دسترس بودن بالا است و به هزینه های مصرف انرژی بسیار حساس است. مزیت بهره وری محور محرک الکتریکی را می توان به طور کامل در چنین سناریوهایی اعمال کرد.

STO Express برای اولین بار در اوایل سال 2025 36 کامیون سنگین انرژی جدید Deepway را معرفی کرد و 100 دستگاه دیگر را در ژانویه 2026 خریداری کرد. این خودروها به محور محرک الکتریکی توزیع شده مجهز هستند.

داده‌های آزمایش واقعی STO نشان می‌دهد که با شمع‌های شارژ خود- و استراتژی شارژ برق دره، مصرف برق خودرو به 1.15 کیلووات ساعت در هر کیلومتر می‌رسد. از نظر طراحی سبک،درایو الکتریکی توزیع شده EA5000Nاکسل در مقایسه با محصولات مشابه 100 تا 200 کیلوگرم وزن را کاهش می دهد. مزایای قابل توجهی در کل هزینه مالکیت دارد.

به‌طور خلاصه{0}}سناریوهای حمل‌ونقل از راه دور مانند معادن زغال‌سنگ و شن شن، درایو مرکزی مزایای بیشتری دارد. این به این دلیل است که چنین سناریوهایی شامل مسافت های حمل و نقل کوتاه، شرایط جاده ای نامناسب، نرخ حمل و نقل پایین، دوره های حساب طولانی و بار اضافی معمول است. در این سناریوها، هزینه خرید اولیه عامل تعیین کننده است، راحتی تعمیر و نگهداری بسیار مهم است و حساسیت مصرف برق نسبتاً پایین است. مزایای جامع وسایل نقلیه محرک مرکزی در هزینه، قابلیت اطمینان و پوشش شبکه تعمیر و نگهداری، آنها را همچنان به راه حل بهینه در این سناریوها تبدیل می کند.

شایان ذکر است که با رشد خودروهای باتری بزرگ با بیش از 600 کیلووات ساعت، فضای چیدمان باتری به یک محدودیت کلیدی در طراحی خودرو تبدیل شده است. فضای شاسی خالی شده پس از لغو محور محرک الکتریکی، شرایط فیزیکی ایده‌آل را برای باتری‌های بزرگ زیر-نصب شده و تعویض باتری‌های زیر بدنه فراهم می‌کند. این روند، شرکت‌های خودروسازی بیشتری را به انتخاب راه‌حل‌های محور محرک الکتریکی در پلت‌فرم‌های-نسل جدید کامیون‌های سنگین{6}} الکتریکی سوق می‌دهد.

بنابراین، محور محرکه مرکزی و محور محرک الکتریکی این نیست که چه کسی جایگزین چه کسی می شود، بلکه در مورد اینکه چه کسی برای چه سناریویی مناسب تر است. ویژگی اصلی صنعت کامیون سناریوهای متنوع است و هیچ راه حل فنی نمی تواند همه سناریوها را پوشش دهد.

برای تصمیم‌گیرندگان{0}}روش‌های فنی، باید فکر-یا را رها کرده و مسیرهای فنی را با توجه به سناریوهای هدف محصولات خود انتخاب کنند:

برای سناریوهایی که بر روی عملیات‌های با راندمان بالا تمرکز می‌کنند، مانند تدارکات خط-حمل و نقل و تدارکات شهری، اولویت را می‌توان به چیدمان محور محرک الکتریکی برای استفاده از سود بهره‌وری و هوشمندی داد. برای سناریوهایی مانند حمل و نقل منابع و شرایط کاری شدید، می‌توانیم به تمرکز روی درایو مرکزی ادامه دهیم، قابلیت اطمینان و کارایی آن را بهینه کنیم، در حالی که به تکرار فنی محور محرک الکتریکی و طرح‌بندی به موقع توجه کنیم.

برای تامین‌کنندگان قطعات، آنها باید طرح‌بندی مسیر دوگانه را اتخاذ کنند: نه تنها مزایای اجزای اصلی درایو مرکزی را ادغام کنند، توانایی‌های کنترل بلوغ و هزینه را بهبود ببخشند، بلکه سرمایه‌گذاری تحقیق و توسعه را در فناوری یکپارچه‌سازی محور محرک الکتریکی و اجزای اصلی، به‌ویژه در زمینه‌های کلیدی مانند موتورها، دنده‌های دقیق و نیازهای مقیاس حرارتی، افزایش دهند.