Nylig publiserte TRION to artikler-"Hvilke scenarier er mer egnet for elektriske tunge-lastebiler som skal bruke elektrisk drivaksel"og"Hvordan velge en elektrisk drivaksel for elektriske tunge-lastebiler"-som vakte stor oppmerksomhet fra lastebileiere og bransjefolk angående tunge-arbeide akselsystemløsninger.
Fra struktur og driftsprinsipper kan elektriske drivaksler for tunge-lastebiler deles inn i tre typer: integrert, eksternt-montert og distribuert. Hva er forskjellene mellom disse tre konfigurasjonene? Hvordan skal brukerne velge? Og hvilken løsning vil sannsynligvis bli den vanlige utviklingstrenden?
01 Integrerte og eksterne-monterte elektriske drivaksler
Det mest karakteristiske trekk ved en ekstern-montert elektrisk aksel er dens integrerte akselhus. Motoren og girkassen er installert på akselhuset gjennom et flensgrensesnitt. Utseendemessig ser motor- og transmisjonsenheten ut som om den er "hengt" på akselen, og det er derfor den omtales som en ekstern-montert design. I tillegg må strukturen til hovedreduksjonsgiret også justeres tilsvarende, typisk skifte fra et konisk gir til et spiralformet gir.
Ekstern elektrisk drivaksel: Motoren og girkassen er koblet til akselhuset via en flens.
De spiralformede girene og differensialen til den eksternt monterte elektriske drivakselens hovedreduksjonsgir.
Det største problemet med en ekstern-montertelektrisk lastebilakseler eksentrisitet. Motoren og girkassen fungerer som en utkragende bjelke, med tyngdepunktet forskjøvet fra hjulaksen. Når du kjører på grove eller ujevne veier, genererer denne konfigurasjonen betydelige treghetskrefter, noe som kan påvirke påliteligheten til motoren og girkassen negativt. På grunn av installasjonsplassbegrensninger i midten av rammen har girkassen vanligvis kun to gir, og motorkraften er relativt begrenset.
Tyngdepunktet til den eksternt monterte elektriske drivakselen er forskjøvet fra aksellinjen.
"Når kraften er utilstrekkelig, veier kvantiteten opp for det." Den mest direkte måten å øke kraften til et e-akselsystem på er å eksternt montere sammenstillinger på både forsiden og baksiden av akselhuset, ved å bruke to motorer og transmisjonsenheter for å drive hovedreduksjonen i fellesskap. For øyeblikket kan toppeffekten til en dobbel-motor ekstern-montert elektrisk drivaksel nå opp til 550 kW (omtrent 748 hestekrefter). Fordelene inkluderer en relativt lav kostnad og god vedlikeholdsevne, mens ulempene er lav integrasjon, stor størrelse og et begrenset antall gir.
Bosch integrert elektrisk drivaksel: svært integrert motor, multi-girkasse, sluttdrift og differensial.
For å løse problemene med eksentrisitet, lav integrasjon og stor totalstørrelse knyttet til eksterne-monterte elektriske drivaksler, ble den integrerte elektriske akselen utviklet. I dette designet er akselen delt inn i tre seksjoner. Midtseksjonen integrerer motoren, multi-transmisjonen, hovedreduseringen og differensialen i en enkelt enhet, slik at den kan passe innenfor den tilgjengelige plassen i midten av rammen. Venstre og høyre seksjoner er støpegods designet for å montere hjulendene og bremsesystemene. Disse tre seksjonene er koblet sammen via flenser.
Hovedfordelene med en integrert lastebildrivaksel er dens høye integreringsnivå, cakompakt struktur og tilgjengelighet av flere girforhold. Den største ulempen er at den krever helt ny utvikling, noe som resulterer i en relativt høyere kostnad.
02 Distribuert elektrisk drivaksel og kjørestrategi
Den mest bemerkelsesverdige egenskapen til en distribuert elektrisk drivaksel er elimineringen av den mekaniske differensialen. I stedet driver to motorer uavhengig av hverandre venstre og høyre hjul. Når du kjører under tøffe veiforhold, justerer chassiskontrollsystemet dynamisk hastigheten og dreiemomentet til hvert hjul og kan til og med reversere hjulrotasjonen for å oppnå-svinging. Under svinger beregner kontrollsystemet nøyaktig hastigheten og dreiemomentet til hvert hjul basert på parametere som kjøretøyets hastighet og styrevinkel-som ofte refereres til som en elektronisk differensial-som sikrer jevne svinger samtidig som over- eller understyring forhindres.
Den andre akselen til Tesla Semi er en distribuert drivaksel.
Når det gjelder utseende, en distribuertelektrisk akselhar vanligvis to motor- og transmisjonsenheter montert foran og bak på akselen, noe som gjør at den ligner på en dobbel-motor ekstern-montert elektrisk drivaksel. Hovedforskjellen er at den distribuerte designen eliminerer den mekaniske differensialen. Foreløpig har den andre akselen til Tesla Semi elektriske tunge-lastebiler en distribuert elektrisk drivakselkonfigurasjon. Denne løsningen er sterkt avhengig av avansert bilelektronikk, lineære chassiskontrollsystemer og intelligente kjøreteknologier.
Tesla Semis tre aksler har eksternt monterte drivaksler (enkeltmotor).
På Hannover Commercial Vehicle Show i 2024 undersøkte TRION de to ev-akselsettene som ble brukt på Tesla Semi. Den andre akselen er en distribuert elektrisk drivaksel med to motorer montert foran og bak og uten skiftemekanisme. Den tredje akselen er en ekstern-montert elektrisk drivaksel utstyrt med en enkelt motor og en to-girkasse. I følge offisiell informasjon når den kombinerte toppeffekten til de tre uavhengige motorene 1000 hestekrefter.
Kjørestrategien fungerer som følger:
Ved rask akselerasjon fungerer alle tre motorene over de to drivakslene samtidig. Med en totalvekt på 37 tonn akselererer lastebilen fra 0 til 96,5 km/t på bare 20 sekunder.
Når kjøretøyet når 60 km/t, kobles de to motorene på den andre akselen (fordelt elektrisk drivaksel) ut, clutchen mellom girkassen og halv-akselen kobles fra, og motoren på den tredje akselen (ekstern-montert elektrisk drivaksel) håndterer høy-fart. Girvalget justeres automatisk basert på hastighet og veiforhold.
Når rask akselerasjon eller bratt stigning er nødvendig, kobles de to motorene på den andre akselen umiddelbart inn igjen,-, slik at kjøretøyet kan klatre 5 % stigninger i hastigheter på 50–70 km/t.
Under utforkjøring justerer alle tre motorene regenererende bremsenivåer i henhold til veihellingen og kjøretøyets hastighet, og fungerer som et retarderbremsesystem.
Under denne strategien for kjøring med tre-motorer oppnår kjøretøyet et energiforbruk på omtrent 1,24 kWh/km ved cruise i 105 km/t med en totalvekt på 37 tonn.
03 Utsikter for fremtidige utviklingstrender
Når det gjelder markedstrendene for integrerte, eksternt-monterte og distribuerte elektriske drivaksler i løpet av de neste fem årene, tyder nyere utvikling på en klar retning. Ved å bruke integrerte elektriske drivaksler som eksempel, går flere produsenter over fra eksternt-montert design til integrerte løsninger. I tillegg har selskaper som Bosch hoppet over eksterne-monterte elektriske drivaksler og fokuserer direkte på utviklingen av integrerte elektriske drivakselprodukter.
Denne utviklingen indikerer at integrert elektrisk drivaksel sannsynligvis vil bli den vanlige løsningen for elektriske tunge-lastebiler.
Distribuerte elektriske akselsystemer er sterkt avhengige av elektronisk differensialteknologi og er foreløpig kun egnet for visse avanserte, intelligente elektriske-lastebilapplikasjoner. De vil neppe bli mainstream på kort sikt. TRION tror at bare med full industrialisering og utbredt bruk av intelligente kjøreteknologier i elektriske tunge-lastebiler vil distribuerte elektriske drivakselløsninger gradvis få bredere aksept.
