En Eje de transmisión eléctrica coaxial se está convirtiendo en una de las soluciones de transmisión más importantes para camiones ligeros, furgonetas y autobuses puramente eléctricos.
Qué es el eje de transmisión eléctrica coaxial
A diferencia de la transmisión tradicional de gasolina, que depende de un motor, un embrague, una transmisión, un árbol de transmisión y un eje motriz, este sistema integrado simplifica la estructura y mejora la eficiencia. En la primera fase de desarrollo de los camiones eléctricos, los ingenieros intentaron sustituir el motor y la transmisión por un motor y un reductor. Ese método era costoso e ineficaz. A medida que el mercado crecía y la tecnología avanzaba, los fabricantes empezaron a buscar sistemas más ligeros, compactos y eficientes. El eje eléctrico coaxial ofrece estas ventajas, y muchos microcamiones y camiones ligeros puramente eléctricos lo utilizan ahora como solución estándar.
Arriba se muestra un diagrama esquemático de la colocación del motor para ejes de accionamiento directo, ejes de accionamiento eléctrico coaxial y ejes de accionamiento eléctrico de ejes paralelos.
Arriba un eje de transmisión eléctrica coaxial para camioneta.
El eje de transmisión eléctrica coaxial está formado por un motor eléctrico, un reductor planetario, un diferencial y la carcasa del eje, todo ello dispuesto coaxialmente como una sola unidad. Este diseño compacto acorta la cadena cinemática, reduce el número de componentes y disminuye el peso total del sistema. Realiza funciones de soporte de carga, conducción y frenado, convirtiendo la energía eléctrica en energía mecánica para impulsar las ruedas. Al combinar el motor, el reductor de velocidad y el diferencial en un solo conjunto, se consigue una cadena cinemática ligera, eficiente y rentable.
En comparación con los ejes tradicionales de transmisión directa, el sistema de accionamiento coaxial mejora la eficiencia. La potencia del motor pasa por un reductor de engranajes planetarios, luego al diferencial, los semiejes y, por último, a los cubos de las ruedas. Las estrategias de cambio automático permiten que el motor se mantenga en su rango de mayor eficiencia. El frenado regenerativo mejora aún más la recuperación de energía y amplía la autonomía.
Los OEM valoran el eje eléctrico coaxial por su compacidad, diseño ligero y alta densidad de potencia. La caja de engranajes planetarios es la estructura central de la transmisión. Es coaxial, alcanza una elevada relación de reducción de 9 a 13 en un espacio limitado y equilibra la salida de par. Por ejemplo, GKN’El eje eléctrico coaxial de primera generación de Volvo, utilizado en el Volvo XC90, alcanza una relación de reducción de 10 sin una compleja caja de cambios de varias velocidades. Su engranaje reductor secundario desplazado se conecta de nuevo al diferencial, manteniendo todos los componentes coaxiales. Esta eficiente disposición reduce las necesidades de espacio y facilita la instalación.
Principio y estructura de un eje de transmisión eléctrica coaxial
El principio del eje de accionamiento eléctrico coaxial difiere de un eje convencional. El estator del motor está fijado al chasis. El eje del motor es un eje hueco especialmente diseñado. El diferencial se monta en la tapa del extremo de salida del motor y se integra en el eje hueco. Un eje pasa a través del eje hueco del motor, mientras que el otro se conecta directamente al diferencial. Ambos ejes son coaxiales con la salida del motor. Esta disposición ahorra espacio y crea una estructura fuerte y estable.
Para los vehículos comerciales, el eje de transmisión eléctrica coaxial incluye el sistema de transmisión eléctrica, el conjunto del eje trasero, el bastidor del vehículo y la junta universal. El sistema de transmisión está formado por la carcasa, el motor y el reductor planetario. La carcasa se monta detrás del eje trasero y se fija al bastidor mediante una suspensión de tres puntos. El motor y el reductor planetario se conectan coaxialmente dentro de la carcasa. Una junta universal conecta el portasatélites al engranaje de entrada de la transmisión final del eje trasero. Este diseño desacopla el motor del diferencial, reduce las vibraciones y mantiene la masa no suspendida similar a la de los camiones tradicionales.
Ventajas de los ejes eléctricos coaxiales
En eje de transmisión coaxial ofrece varias ventajas técnicas y económicas:
✅ Compacta y ahorra espacio: El motor integrado y la caja de cambios coaxial liberan espacio en el chasis. Esto permite a los ingenieros colocar el paquete de baterías en la parte inferior del vehículo sin reducir el espacio de carga. Un centro de gravedad más bajo también mejora la estabilidad y la maniobrabilidad.
✅ Ligero y eficiente: La transmisión simplificada reduce el peso y aumenta la eficiencia. En comparación con los ejes centrales de transmisión directa, la recuperación de energía mejora hasta 50% gracias al funcionamiento equilibrado de los engranajes.
✅ Alta densidad de par: La entrega de par máximo alcanza los 200 Nm en las versiones ligeras y puede ser mucho mayor en los vehículos comerciales pesados. La densidad de par admite aplicaciones exigentes como camiones ligeros y microbuses urbanos.
✅ Mayor confort de conducción: La tecnología de bajo nivel de ruido y vibraciones mejora la calidad de la conducción, mejorando la experiencia de los pasajeros y el conductor.
✅ Bajo mantenimiento: El reductor principal sólo requiere cambios de aceite cada 100.000 km. Los extremos de rueda opcionales sin mantenimiento reducen aún más el tiempo de inactividad y disminuyen el coste del ciclo de vida.
✅ Seguridad y fiabilidad: Millones de ciclos de pruebas validan la alta capacidad de carga y la fiabilidad estructural. El frenado regenerativo y el control de tracción mejoran el rendimiento en carreteras resbaladizas.
Especificaciones del eje eléctrico coaxial de Brogen y sus aplicaciones
Especificaciones típicas de un eje de accionamiento eléctrico coaxial incluyen:
- Potencia nominal/pico: 60/30 kW
- Par máximo: 200 Nm
- Peso bruto del vehículo: 2,5 toneladas
- Gradeabilidad máxima: 25%
- Velocidad máxima: 105 km/h
Esta tecnología se adapta a una amplia gama de vehículos: Autobuses urbanos puramente eléctricos de 5-6 metros, camiones logísticos ligeros urbanos, microfurgonetas, camiones ligeros y camionetas. Con diseños escalables, Brogen ha desarrollado múltiples versiones de ejes coaxiales de accionamiento eléctrico basadas en diferentes índices de carga por eje.
| Modelo | OEEP6 | OEEP8 | OEEP13 |
| Carga por eje | 3500 kg | 5500-6000 kg | 8500 kg |
| Tensión | 540 VDC | 540 VDC | 540 VDC |
| Potencia del motor | 135 kw/60 kw | 150 kw/90 kw | 150 kw/80 kw |
| Velocidad máxima del vehículo | 100km/h@0.372m | 85km/h@0.372m | 79km/h@0.421m |
| Gradeabilidad máxima | 20%@20km/h@6T | 20%@20km/h@9T | 20%@20km/h@13.5T |
| Aplicación | Para autobuses urbanos de microcirculación eléctrica pura de 5-6 metros Para camiones ligeros eléctricos de logística urbana con un PMA de 4,5 toneladas Para autobuses urbanos/autocares de 6-7,2 metros de entrada baja, voladizo trasero corto y batalla larga. | Para autobuses urbanos/autocares de 6-7,2 metros de entrada baja, voladizo trasero corto y batalla larga. | Para autobuses urbanos de 8-9 metros de entrada baja, voladizo trasero corto y batalla larga. |
Conclusión
En Eje de transmisión eléctrica coaxial representa un claro avance para los vehículos comerciales puramente eléctricos. Su estructura compacta, alta eficiencia, recuperación de energía y bajo coste de mantenimiento lo hacen ideal para fabricantes de equipos originales y operadores de flotas. A medida que las ciudades demanden un transporte más limpio y eficiente, el eje eléctrico coaxial desempeñará un papel importante en la configuración de la próxima generación de vehículos comerciales ligeros.
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