O Eixo de tração elétrico coaxial está se tornando uma das soluções de transmissão mais importantes para caminhões leves, vans e ônibus totalmente elétricos.
O que é um eixo de tração elétrico coaxial
Ao contrário do sistema de transmissão tradicional a gasolina, que depende de um motor, embreagem, câmbio, eixo de transmissão e eixo-motor, esse sistema integrado simplifica a estrutura e melhora a eficiência. Na fase inicial do desenvolvimento de caminhões elétricos, os engenheiros tentaram substituir o motor e o câmbio por um motor elétrico e um redutor. Esse método era caro e ineficiente. À medida que o mercado cresceu e a tecnologia avançou, os fabricantes passaram a buscar sistemas mais leves, compactos e eficientes. O eixo de tração elétrico coaxial oferece esses benefícios, e muitos microcaminhões e caminhões leves totalmente elétricos agora o utilizam como solução padrão.
Acima está um diagrama esquemático da disposição do motor para acionamento direto, eixos de acionamento elétrico coaxiais e eixos de acionamento elétrico de eixos paralelos.
Acima está um eixo de tração elétrico coaxial para caminhonete.
O eixo de tração elétrico coaxial é composto por um motor elétrico, um redutor planetário, um diferencial e uma caixa de eixo, todos dispostos coaxialmente como uma única unidade. Este design compacto encurta o sistema de transmissão, reduz o número de componentes e diminui o peso total do sistema. Ele desempenha funções de suporte de carga, acionamento e frenagem, convertendo energia elétrica em energia mecânica para acionar as rodas. Ao combinar o motor, o redutor de velocidade e o diferencial em um único conjunto, ele oferece um sistema de transmissão leve, eficiente e econômico.
Em comparação com os eixos de acionamento direto tradicionais, o sistema de acionamento coaxial aumenta a eficiência. A potência do motor passa por um redutor planetário, seguindo para o diferencial, os semi-eixos e, por fim, para os cubos das rodas. As estratégias de mudança automática de marchas permitem que o motor permaneça na faixa de maior eficiência. A frenagem regenerativa melhora ainda mais a recuperação de energia e aumenta a autonomia do veículo.
Os fabricantes de equipamentos originais valorizam o eixo elétrico coaxial pela sua compactação, design leve e alta densidade de potência. A caixa de engrenagens planetárias é a estrutura central da transmissão. É coaxial, atinge uma alta relação de redução de 9 para 13 em um espaço limitado e equilibra a saída de torque. Por exemplo, GKN’O eixo elétrico coaxial de primeira geração da Volvo, utilizado no Volvo XC90, atinge uma relação de redução de 10 sem a necessidade de uma caixa de câmbio complexa de várias marchas. Sua engrenagem de redução secundária deslocada se conecta diretamente ao diferencial, mantendo todos os componentes coaxiais. Esse layout eficiente reduz as necessidades de espaço e facilita a instalação.
Princípio e estrutura de um eixo de acionamento elétrico coaxial
O princípio do eixo de acionamento elétrico coaxial difere do de um eixo convencional. O estator do motor está fixado ao chassi. O eixo do motor é um eixo oco especialmente projetado. O diferencial é montado na tampa da extremidade de saída do motor e se integra ao eixo oco. Um dos eixos do eixo passa pelo eixo oco do motor, enquanto o outro se conecta diretamente ao diferencial. Ambos os eixos são coaxiais com a saída do motor. Esse arranjo economiza espaço e cria uma estrutura forte e estável.
Para veículos comerciais, o eixo de tração elétrico coaxial inclui o sistema de tração elétrica, o conjunto do eixo traseiro, o chassi do veículo e a junta universal. O sistema de tração é composto pela carcaça, pelo motor e pelo redutor planetário. A carcaça é montada atrás do eixo traseiro e fixada ao chassi por meio de uma suspensão de três pontos. O motor e o redutor planetário se conectam coaxialmente dentro do carcaça. Uma junta universal conecta o porta-satélites à engrenagem de entrada da transmissão final do eixo traseiro. Esse projeto desacopla o motor do diferencial, reduz a vibração e mantém a massa não suspensa semelhante à dos caminhões tradicionais.
Vantagens dos eixos de tração elétrica coaxiais
O eixo de tração coaxial apresenta várias vantagens técnicas e econômicas:
✅ Compacto e ocupa pouco espaço: O motor integrado e a caixa de câmbio coaxial liberam espaço no chassi. Isso permite que os engenheiros posicionem o conjunto de baterias na parte inferior do veículo sem reduzir o espaço de carga. Um centro de gravidade mais baixo também melhora a estabilidade e a dirigibilidade.
✅ Leve e eficiente: O sistema de transmissão simplificado reduz o peso e aumenta a eficiência. Em comparação com os eixos de acionamento direto central, a recuperação de energia melhora em até 50% devido ao funcionamento equilibrado das engrenagens.
✅ Alta densidade de torque: O torque máximo atinge 200 Nm nas versões para veículos leves e pode ser significativamente maior em veículos comerciais pesados. A densidade de torque é adequada para aplicações exigentes, como caminhonetes e micro-ônibus urbanos.
✅ Maior conforto ao dirigir: A tecnologia de redução de ruído e vibração melhora a qualidade do passeio, proporcionando uma experiência mais agradável para o passageiro e o motorista.
✅ Baixa manutenção: O redutor principal requer trocas de óleo apenas a cada 100.000 km. Os conjuntos de rodas opcionais, que não requerem manutenção, reduzem ainda mais o tempo de inatividade e diminuem o custo do ciclo de vida.
✅ Segurança e confiabilidade: Milhões de ciclos de teste comprovam a alta capacidade de carga e a confiabilidade estrutural. A frenagem regenerativa e o controle de tração melhoram o desempenho em estradas escorregadias.
Especificações do eixo elétrico coaxial da Brogen e suas aplicações
Especificações típicas de um eixo de tração elétrico coaxial incluem:
- Potência de pico/nominal: 60/30 kW
- Torque máximo: 200 Nm
- Peso bruto do veículo: 2,5 toneladas
- Inclinação máxima: 25%
- Velocidade máxima: 105 km/h
Essa tecnologia é adequada para uma ampla gama de veículos: ônibus urbanos totalmente elétricos de 5 a 6 metros, caminhões leves de logística urbana, microcarrinhas, caminhões leves e picapes. Com projetos escaláveis, A Brogen desenvolveu várias versões de eixos de tração elétrica coaxiais com base em diferentes capacidades de carga por eixo.
| Modelo | OEEP6 | OEEP8 | OEEP13 |
| Carga por eixo | 3.500 kg | 5.500–6.000 kg | 8.500 kg |
| Tensão | 540 VDC | 540 VDC | 540 VDC |
| Potência do motor | 135 kW/60 kW | 150 kW/90 kW | 150 kW/80 kW |
| Velocidade máxima do veículo | 100km/h@0.372m | 85km/h@0.372m | 79km/h@0.421m |
| Inclinação máxima | 20% a 20 km/h a 6T | 20T x 3T a 20 km/h com 9T | 20%@20km/h@13.5T |
| Aplicativo | Para micro-ônibus urbanos totalmente elétricos de 5 a 6 metros Para caminhões leves elétricos de logística urbana com PBT de 4,5 toneladas Para ônibus urbanos e rodoviários com entrada baixa, saliência traseira curta e distância entre eixos longa, com comprimento de 6 a 7,2 metros | Para ônibus urbanos e rodoviários com entrada baixa, saliência traseira curta e distância entre eixos longa, com comprimento de 6 a 7,2 metros | Para ônibus urbanos de 8 a 9 metros com entrada baixa, saliência traseira curta e distância entre eixos longa. |
Conclusão
O Eixo de tração elétrico coaxial representa um caminho claro a seguir para veículos comerciais totalmente elétricos. Sua estrutura compacta, alta eficiência, recuperação de energia e baixo custo de manutenção o tornam ideal para fabricantes de equipamentos originais (OEMs) e operadores de frotas. À medida que as cidades exigem um transporte mais limpo e eficiente, o eixo de tração elétrico coaxial desempenhará um papel importante na definição da próxima geração de veículos elétricos comerciais leves.
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