Atualmente, os principais tipos de acionamento elétrico de veículos comerciais elétricos puros são o acionamento direto central e os eixos elétricos. O acionamento central substitui o motor por um motor de acionamento e ainda usa a configuração tradicional de veículo a combustível; os eixos de acionamento elétrico integram o motor de acionamento e a transmissão no eixo.
Em cenários adversos, como cargas pesadas e estradas não pavimentadas, a tração central com eixos de tração tradicionais predomina. Para a logística de rodovias troncais, saneamento e outros cenários, os eixos de acionamento elétrico com maior integração e eficiência são a direção do desenvolvimento futuro. Atualmente, a participação de mercado dos eixos de tração elétrica tem se expandido gradualmente e tem sido amplamente utilizada em caminhões leves de 4,5 toneladas ou menos.
Três soluções de e-drive para veículos comerciais elétricos puros
Solução de acionamento direto central:
- Configurações de motor duplo (4AMT/7AMT)
- Motor único com AMT ou transmissões de várias marchas
- Sistemas integrados de motor-redutor
- Sistemas de acionamento direto
Solução de eixo de acionamento elétrico:
- Várias opções de engrenagens (motor único/duplo, 1-2 engrenagens)
- Vários layouts de eixo (paralelo/coaxial/vertical)
- Projetos desconectados (suspensão independente)
Solução de e-Axle distribuído:
A primeira geração de eixos de acionamento elétrico do lado da roda foi eliminada devido ao motor longitudinal e à transmissão do eixo vertical; o eixo de acionamento elétrico do cubo tem uma estrutura de motor de cubo de rotor interno.
Por que o eixo de acionamento elétrico tem vantagens sobre o acionamento direto central tradicional?
O eixo de acionamento elétrico elimina o eixo de acionamento, encurta a corrente de acionamento e melhora a eficiência do sistema; reduz o peso do veículo no meio-fio; a bateria pode ser instalada na parte interna do chassi, melhora a segurança, aumenta a posição de instalação da bateria e economiza espaço de carga do caminhão.
Três estágios de integração e características do eixo de acionamento elétrico?
A tecnologia de eixos de acionamento elétrico continua a se desenvolver e já passou por três gerações de mudanças na integração.
A primeira geração de eixos de acionamento elétrico: com base na transformação dos cascos de pontes tradicionais, usando motores de fio redondo resfriados a água, os motores individuais são montados separadamente, com deslocamento pneumático ou elétrico e interrupção de energia durante o deslocamento.
A segunda geração de eixo de acionamento elétrico: adota carcaça de eixo combinada segmentada, motor hairpin refrigerado a óleo, projeto integrado de motor e transmissão, câmbio elétrico e nenhuma interrupção de energia durante o câmbio.
A terceira geração de eixo de acionamento elétrico: tem as características de carcaça de eixo combinado segmentado, controlador de motor integrado, acionamento distribuído, motor coaxial, etc.
O motor hairpin resfriado a óleo tornou-se a tendência de motor de acionamento para eixo de acionamento elétrico
Use o motor de alta velocidade e a transmissão de alta velocidade para reduzir o torque do motor, aumentar a relação da caixa de engrenagens e reduzir o peso do conjunto. Expandir a área de alta eficiência do motor e melhorar a eficiência da utilização de energia. Desenvolver o motor de baixa velocidade para o motor de média velocidade e depois para o motor de alta velocidade, buscando alta confiabilidade, alta eficiência, alta velocidade e baixo custo. Os veículos de transporte rodoviário exigem grande potência de reserva e evoluíram para 600 kW; a potência total necessária para veículos de engenharia e mineração é relativamente pequena. A velocidade do motor continua a aumentar, e o motor hairpin refrigerado a óleo tornou-se a tendência de desenvolvimento do motor de acionamento para o eixo de acionamento elétrico.
Adote a tecnologia de motor hairpin para aumentar a taxa de preenchimento da ranhura do estator, reduzir a altura da extremidade do enrolamento, melhorar a utilização do espaço e reduzir o peso do motor sob os mesmos parâmetros. Os motores hairpin têm uma vantagem absoluta na melhoria da taxa de preenchimento da ranhura, com uma área maior da zona de alta eficiência, um aumento de eficiência de 1,5% e uma redução de perda de 4,5% para 3%. Em comparação com os motores de fio redondo, eles apresentam melhorias óbvias em termos de custo de material, densidade de potência, peso, zona de alta eficiência, aumento da temperatura do enrolamento, NVH (ruído, vibração e aspereza) etc.
Use motores resfriados a óleo para melhorar a densidade de potência e a densidade de torque da parte efetiva do motor. Os motores resfriados a óleo podem dissipar o calor do motor mais diretamente, encurtar o caminho de resfriamento e resfriar todas as peças. Eles têm vantagens óbvias no sistema de resfriamento do motor e se tornaram o método de resfriamento preferido para motores de alto desempenho no setor. Em comparação com o resfriamento a água, eles podem efetivamente evitar problemas de superaquecimento local.
Eixo elétrico modular
O eixo de acionamento elétrico pode ser combinado de forma modular com sistemas e componentes. A potência de um caminhão de 4,5 toneladas é 70/140kW×1, a potência de um caminhão de 18 toneladas é 140/280kW×2, a potência de um caminhão de 25 toneladas é 210/420kW×3 e a potência de um caminhão de 49 toneladas ou mais é 280/560kW×4.
As principais dificuldades enfrentadas no desenvolvimento de motores de alta velocidade para eixos de acionamento elétrico de veículos comerciais
O projeto de resistência do rotor tem um grande impacto no desempenho do motor. Como o eixo de acionamento elétrico sofre o impacto direto da alta carga do pneu, o motor, como um componente não suspenso, está sujeito a um impacto maior de vibração. Se o rotor não for suficientemente forte, poderão ocorrer problemas como estresse excessivo na ponte magnética ou até mesmo quebra ao girar em alta velocidade, o que afetará diretamente a confiabilidade e a estabilidade do motor e, portanto, afetará seus indicadores de desempenho, como potência e velocidade.
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