یکپارچه / خارجی-نصب شده / توزیع شده: کدام محور محرک الکتریکی به جریان اصلی تبدیل خواهد شد؟

اخیراً، TRION دو مقاله منتشر کرده است-"کدام سناریوها برای کامیون‌های سنگین{0} الکتریکی برای استفاده از محور محرک الکتریکی مناسب‌تر هستند"و"نحوه انتخاب یک محور محرک الکتریکی برای کامیون‌های سنگین{0} الکتریکی"-که توجه گسترده مالکان کامیون و متخصصان صنعت را در مورد کارهای سنگین-به خود جلب کردسیستم محور الکترونیکیراه حل ها

از دیدگاه ساختار و اصول عملکرد، محورهای محرک الکتریکی برای کامیون‌های سنگین-را می‌توان به سه نوع یکپارچه، خارجی-نصب شده و توزیع شده تقسیم کرد. تفاوت این سه پیکربندی چیست؟ کاربران چگونه باید انتخاب کنند؟ و کدام راه حل احتمالاً به جریان اصلی توسعه تبدیل می شود؟

01 یکپارچه و خارجی-محورهای محرک الکتریکی نصب شده

متمایزترین ویژگی یک محور الکتریکی نصب شده خارجی، محفظه محور یکپارچه آن است. مجموعه موتور و گیربکس از طریق رابط فلنج بر روی محفظه محور نصب می شود. در ظاهر، مجموعه موتور و گیربکس به نظر می رسد که گویی روی محور "آویزان" است، به همین دلیل است که از آن به عنوان یک طراحی نصب شده خارجی یاد می شود. علاوه بر این، ساختار چرخ دنده اصلی کاهنده نیز باید بر این اساس تنظیم شود، که معمولاً از یک چرخ دنده مخروطی به یک چرخ دنده مارپیچ تغییر می کند.

محور محرک الکتریکی خارجی: مجموعه موتور و گیربکس از طریق فلنج به محفظه محور متصل می شوند.

چرخ دنده های مارپیچ و دیفرانسیل چرخ دنده اصلی کاهش محور محرک الکتریکی نصب شده خارجی.

بزرگترین مشکل با نصب- خارجیمحور کامیون برقیخارج از مرکز است. مجموعه موتور و گیربکس مانند یک پرتوی کنسول عمل می کند که مرکز ثقل آن از محور چرخ منحرف می شود. هنگام رانندگی در جاده های ناهموار یا ناهموار، این پیکربندی نیروهای اینرسی قابل توجهی ایجاد می کند که می تواند بر قابلیت اطمینان موتور و گیربکس تأثیر منفی بگذارد. به دلیل محدودیت فضای نصب در وسط قاب، گیربکس معمولاً فقط دو دنده دارد و قدرت موتور نسبتاً محدود است.

مرکز ثقل محور محرک الکتریکی نصب شده خارجی از خط محور منحرف می شود.

"وقتی قدرت کافی نیست، کمیت آن را جبران می کند." مستقیم ترین راه برای افزایش قدرت یک سیستم محور الکترونیکی، نصب مجموعه های خارجی در هر دو قسمت جلو و عقب محفظه محور، با استفاده از دو موتور و مجموعه انتقال برای به حرکت درآوردن مشترک کاهنده اصلی است. در حال حاضر، اوج قدرت یک محور محرک الکتریکی با-موتور خارجی-دوگانه می‌تواند به 550 کیلو وات (تقریباً 748 اسب بخار) برسد. از مزایای آن می توان به هزینه نسبتا کم و قابلیت نگهداری خوب اشاره کرد، در حالی که معایب آن یکپارچگی کم، اندازه بزرگ و تعداد محدود دنده است.

محور محرک الکتریکی یکپارچه بوش: موتور بسیار یکپارچه، گیربکس{0}}چند سرعت، درایو نهایی و دیفرانسیل.

برای رسیدگی به مسائل خروج از مرکز، یکپارچگی کم، و اندازه کلی بزرگ مرتبط با{0}محورهای محرک الکتریکی نصب شده خارجی، محور الکتریکی یکپارچه توسعه داده شد. در این طرح محور به سه قسمت تقسیم می شود. بخش مرکزی موتور، گیربکس چند سرعته، کاهنده اصلی و دیفرانسیل را در یک واحد ادغام می کند و به آن اجازه می دهد در فضای موجود در وسط قاب قرار بگیرد. بخش های چپ و راست قطعات ریخته گری هستند که برای نصب انتهای چرخ ها و سیستم های ترمز طراحی شده اند. این سه بخش از طریق فلنج به هم متصل می شوند.

مزایای اصلی یک محور محرک کامیون یکپارچه سطح بالای یکپارچگی آن است، cساختار فشرده، و در دسترس بودن نسبت دنده های متعدد. عیب اصلی آن این است که نیاز به توسعه کاملاً جدید دارد و در نتیجه هزینه نسبتاً بالاتری دارد.

02 محور محرک الکتریکی توزیع شده و استراتژی رانندگی

قابل توجه ترین ویژگی یک محور محرک الکتریکی توزیع شده، حذف دیفرانسیل مکانیکی است. در عوض، دو موتور به طور مستقل چرخ های چپ و راست را به حرکت در می آورند. هنگام کار در شرایط جاده سخت، سیستم کنترل شاسی به صورت پویا سرعت و گشتاور هر چرخ را تنظیم می‌کند و حتی می‌تواند چرخش چرخ‌ها را معکوس کند تا -در مکان بچرخد. در حین پیچیدن، سیستم کنترل دقیقاً سرعت و گشتاور هر چرخ را بر اساس پارامترهایی مانند سرعت خودرو و زاویه فرمان محاسبه می‌کند-که معمولاً به عنوان دیفرانسیل الکترونیکی نامیده می‌شود{5}}از چرخش‌های نرم و در عین حال جلوگیری از بیش فرمانی یا کم فرمانی اطمینان حاصل می‌کند.

محور دوم تسلا نیمه یک محور محرک توزیع شده است.

از نظر ظاهر، توزیع شده استمحور الکتریکیمعمولاً دارای دو مجموعه موتور و گیربکس است که در جلو و عقب محور نصب شده‌اند، که شبیه به یک محور محرک الکتریکی دوگانه-موتور خارجی-نصب شده است. تفاوت اصلی این است که طراحی توزیع شده دیفرانسیل مکانیکی را حذف می کند. در حال حاضر، محور دوم کامیون سنگین{4}}Tesla Semi از پیکربندی محور محرک الکتریکی توزیع شده استفاده می‌کند. این راه حل به شدت بر الکترونیک پیشرفته خودرو، سیستم های کنترل خطی شاسی و فناوری های هوشمند رانندگی متکی است.

سه محور Tesla Semi دارای محورهای محرک خارجی (تک موتور) هستند.

در نمایشگاه خودروهای تجاری هانوفر 2024، TRION دو کیت محور الکتریکی مورد استفاده در تسلا Semi را بررسی کرد. محور دوم یک محور الکتریکی توزیع شده با دو موتور نصب شده در جلو و عقب و بدون مکانیزم تعویض دنده است. محور سوم یک محور محرک الکتریکی نصب شده خارجی است که مجهز به یک موتور و یک انتقال{4}}دو سرعته است. طبق اطلاعات رسمی، حداکثر قدرت ترکیبی سه موتور مستقل به 1000 اسب بخار می رسد.

استراتژی رانندگی به شرح زیر عمل می کند:

در طول شتاب سریع، هر سه موتور در دو محور محرک به طور همزمان کار می کنند. این کامیون با وزن کل وسیله نقلیه 37 تن تنها در 20 ثانیه از صفر به 96.5 کیلومتر در ساعت می رسد.

هنگامی که خودرو به سرعت 60 کیلومتر در ساعت می‌رسد، دو موتور روی محور دوم (محور محرک الکتریکی توزیع‌شده) از هم جدا می‌شوند، کلاچ بین گیربکس و نیم شفت قطع می‌شود، و موتور روی محور سوم (محور محرک الکتریکی نصب‌شده خارجی) سرعت بالا-را کنترل می‌کند. انتخاب دنده به طور خودکار بر اساس سرعت و شرایط جاده تنظیم می شود.

هنگامی که به شتاب سریع یا تپه‌نوردی با شیب تند نیاز باشد، دو موتور روی محور دوم بلافاصله دوباره درگیر می‌شوند و خودرو را قادر می‌سازد تا 5% شیب را با سرعت 50 تا 70 کیلومتر در ساعت بالا برود.

در حین رانندگی در سراشیبی، هر سه موتور، سطوح ترمز احیاکننده را با توجه به شیب جاده و سرعت خودرو تنظیم می‌کنند و به عنوان یک سیستم ترمز کندکننده عمل می‌کنند.

تحت این استراتژی رانندگی با سه{0}موتور، وسیله نقلیه به مصرف انرژی تقریباً 1.24 کیلووات ساعت در کیلومتر در هنگام حرکت با سرعت 105 کیلومتر در ساعت با وزن کل 37 تن دست می یابد.

03 چشم انداز روندهای توسعه آینده

با توجه به روندهای بازار برای محورهای محرک الکتریکی یکپارچه، خارجی-نصب شده و توزیع شده طی پنج سال آینده، تحولات اخیر یک جهت روشن را نشان می دهد. با استفاده از محورهای محرک الکتریکی یکپارچه به عنوان مثال، چندین تولیدکننده در حال انتقال از طرح‌های نصب‌شده خارجی به راه‌حل‌های یکپارچه هستند. علاوه بر این، شرکت‌هایی مانند بوش به‌کلی از {4}محورهای محرک الکتریکی نصب‌شده خارجی صرفنظر کرده‌اند و مستقیماً بر توسعه محصولات محور محرک الکتریکی یکپارچه تمرکز کرده‌اند.

این پیشرفت‌ها نشان می‌دهد که محور محرک الکتریکی یکپارچه احتمالاً به راه‌حل اصلی برای کامیون‌های سنگین- الکتریکی تبدیل می‌شود.

سیستم‌های محور الکتریکی توزیع‌شده به شدت به فناوری دیفرانسیل الکترونیکی متکی هستند و در حال حاضر فقط برای برخی از برنامه‌های-کامیون‌های سنگین{1} و سنگین الکتریکی هوشمند مناسب هستند. بعید است در کوتاه مدت به جریان اصلی تبدیل شوند. TRION معتقد است که تنها با صنعتی شدن کامل و پذیرش گسترده فناوری‌های رانندگی هوشمند در کامیون‌های سنگین{4}}الکتریکی، راه‌حل‌های محور محرک الکتریکی توزیع شده به تدریج مورد پذیرش گسترده‌تری قرار خواهند گرفت.