O que é a tecnologia de trem de força elétrico três em um?

O sistema de acionamento elétrico é um dos três sistemas principais dos veículos elétricos e funciona como o principal sistema de propulsão. Suas características são fundamentais para determinar os principais indicadores de desempenho do veículo, influenciando diretamente sua potência, eficiência e a experiência geral de direção.

Tecnologias do sistema de propulsão elétrico “três em um”

O termo “três em um” (3 em 1) refere-se a a integração do motor elétrico, do controlador do motor e do redutor em uma única unidade. Essa integração tem como objetivo reduzir o peso e o volume, ao mesmo tempo em que aumenta a densidade de potência e torque. Ela também oferece benefícios significativos em termos de NVH (ruído, vibração e aspereza) e EMC (compatibilidade eletromagnética). Do ponto de vista da potência e da economia, essa integração é considerada uma vantagem significativa.

À medida que a tecnologia dos veículos elétricos continua a se desenvolver, espera-se que a tendência em direção ao design integrado defina o futuro desse desenvolvimento.

Estrutura do sistema de transmissão “três em um”

O sistema de acionamento elétrico três em um é composto por um motor de acionamento, um controlador do motor (MCU) e um redutor (caixa de engrenagens). Esses componentes estão interligados aos demais sistemas do veículo por meio de chicotes elétricos de alta e baixa tensão e tubos de refrigeração.

Objetivos de desenvolvimento do sistema de acionamento elétrico “três em um”

O desenvolvimento do sistema de propulsão elétrica é orientado pelos requisitos estabelecidos pelo veículo como um todo. Os principais objetivos de desenvolvimento incluem:

• Alta eficiência: Para permitir que o veículo percorra uma distância maior com a mesma capacidade da bateria.
• Longa vida útil: Com o objetivo de atingir uma vida útil de 15 anos ou mais.
• Baixa manutenção: De preferência, funcionamento sem necessidade de manutenção.
• Desempenho: Alcançar a aceleração, a velocidade e o grau de inclinação máximos que atendam às normas regulatórias.
• Design compacto: Tamanho compacto e estrutura leve.
• Confiabilidade: Funcionamento robusto, com resistência a altas temperaturas e vibrações, além de proteção contra água e poeira.
• EMC: Minimizar a radiação eletromagnética e garantir uma boa compatibilidade eletromagnética.
• Baixo ruído: Garantir um funcionamento silencioso.

Sistema de transmissão 3 em 1 da Brogen para caminhões pesados

A Brogen fornece um sistema de transmissão 3 em 1 de alta qualidade para caminhões pesados. Abaixo, veja a foto do produto e suas especificações.

	Item	Parâmetros
Motor	Faixa de tensão CC (V)	637
	Potência nominal/pico (kW)	200/300
	Torque nominal (N·m)	1300
	Velocidade nominal/máxima (rpm)	1469/2800
	Nível de proteção	IP67
	Forma de resfriamento	Resfriamento a água
Controlador do motor	Tipo de motor aplicável	Motor síncrono de ímã permanente
	Faixa de tensão aplicável (VDC)	400-750 V
	Tensão nominal (VDC)	637
	Capacidade nominal/de pico (kVA)	233/406
	Entrada de alimentação de baixa tensão faixa de tensão	18-36 V
Caixa de câmbio	Relação de velocidade	8.507/4.943/2.994/1.876/1.216/1
	Pressão de mudança pneumática (bar)	8-10

Tendências de desenvolvimento da tecnologia do sistema de acionamento “três em um”

1. Plataforma e modularização

Essa abordagem reduz a complexidade do veículo e de seus componentes, gerando economia de custos. Por exemplo, uma montadora poderia lançar um sistema de propulsão elétrica baseado em uma plataforma eletrônica com componentes altamente integrados, oferecendo uma linha de produtos para atender a diferentes necessidades de potência e modelos de veículos.

2. Alta integração

Isso envolve uma transição de estruturas totalmente separadas para um compartimento comum para o motor e o redutor e, por fim, para um compartimento comum para o motor, o controlador e o redutor. Esse projeto reduz o número de peças, o volume e o peso, diminuindo assim os custos.

3. Alta velocidade e alta densidade

Os motores de alta velocidade permitem economizar materiais caros para ímãs permanentes e reduzir o tamanho do motor, o que é benéfico para aumentar a densidade de potência e torque e reduzir os custos de fabricação.

4. Entrada e saída coaxial

O sistema de engrenagens planetárias coaxiais, em comparação com o sistema de engrenagens de eixos paralelos, oferece vantagens em termos de compactação, o que contribui para maximizar a densidade de potência e torque do sistema.

5. Redutor integrado de várias velocidades

A solução atual para o sistema de acionamento elétrico integrado “três em um” geralmente envolve um redutor tradicional de uma velocidade e dois estágios. No entanto, um sistema de transmissão de múltiplas velocidades pode ampliar a faixa de alta eficiência do motor, reduzir o consumo de energia e, potencialmente, aumentar a autonomia.

Vantagens do sistema de acionamento elétrico “três em um”

• Plataformização: Os produtos da plataforma, disponíveis em diferentes séries, atendem a diversos pesos, potências e torques de veículos.
• Alta eficiência: A eficiência global do sistema de acionamento segundo o NEDC, incluindo o redutor, pode chegar a 88%, com eficiências máximas superiores a 92%.
• Alta integração: O volume de montagem é reduzido em 30%, e a densidade de potência chega a 1,9 kW/kg.
• Alta velocidade: A velocidade máxima pode chegar a 16.000 rpm.
• Baixo ruído: O ruído de campo próximo do conjunto não ultrapassa 85 dB.
• Desempenho em NVH: O desempenho em termos de NVH é garantido pelo controle da precisão do engate das engrenagens e pelo reforço da resistência da carcaça.
• Potência: Atende aos requisitos de desempenho em termos de potência de diversas classes de veículos.
• Confiabilidade: Simplifica as interfaces e melhora a confiabilidade geral.

Desvantagens do sistema de acionamento elétrico “três em um”

• Desafios relacionados ao NVH: Altas velocidades podem causar problemas de NVH.
• Resfriamento e seleção de rolamentos: A operação em alta velocidade suscita preocupações quanto aos conceitos de resfriamento e à seleção de rolamentos.
• Complexidade da EMC: O projeto integrado aumenta a complexidade da compatibilidade eletromagnética.
• Colaboração no desenvolvimento entre componentes: O sistema integrado pode tornar o desenvolvimento colaborativo entre os componentes mais desafiador.

Projetos internos integrados do sistema de acionamento elétrico “três em um”

• Conexão direta do terminal de controle elétrico, eliminando a necessidade de linhas trifásicas; conexão direta do motor e do chicote de sinais de controle elétrico, eliminando a fiação externa.
• O motor e o controlador compartilham um canal de água, reduzindo a necessidade de tubos de conexão externos.
• A carcaça do motor e a carcaça do redutor estão integradas em uma única unidade.
• O eixo do rotor do motor e o eixo de entrada do redutor contam com um sistema de condução e retorno de óleo para melhorar a lubrificação das ranhuras.
• A placa de controle e a placa de acionamento estão integradas em uma única estrutura de placa.
• O IGBT e o capacitor estão dispostos em uma configuração empilhada para reduzir o tamanho da MCU.
• Melhorias no processamento das engrenagens e uma redução de 30 mm na distância entre eixos.
• O design integrado “oculto” do motor do estacionamento.

Sobre a Brogen

Na Brogen, estamos empenhados em oferecer soluções personalizadas Soluções para veículos elétricos. Apoiamos essas iniciativas com novas tecnologias para ajudar as empresas de veículos elétricos a prosperar e promover a sustentabilidade ambiental. A Brogen oferece uma solução líder no setor Solução de motorização elétrica para veículos comerciais.

Estabelecemos alianças estratégicas com os principais participantes do setor de veículos movidos a energia renovável, incluindo motor elétrico e fabricantes de controladores, produtores de baterias e fornecedores de estações de recarga. Também colaboramos com fornecedores de componentes essenciais, tais como Bateria de carro elétrico, motor de veículo elétrico (motor PMSM), controlador de motor, OBC + DCDC + PDU, motor de fluxo axial, BMS, sistemas de ar condicionado, compressores de ar e sistemas de direção hidráulica.

Já fornecemos soluções de motorização elétrica de alta qualidade para mais de 100 clientes em mais de 20 países.

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