Spinti dall’attuazione delle politiche di neutralità del carbonio, i tradizionali camion di carburante stanno costantemente passando a nuove soluzioni energetiche e stanno gradualmente entrando nel campo visivo dei proprietari di camion. Le configurazioni di trasmissione dei camion si sono evolute dalle tradizionali configurazioni dell'asse posteriore utilizzate nei primi modelli a carburante, alla configurazione con motore e asse posteriore convenzionale dei primi camion elettrici puri, e ora alle configurazioni avanzateasse motore elettricotecnologie. Quali sono allora le differenze tra queste soluzioni? Oggi TRION li spiega ai proprietari di camion.
Assale posteriore tradizionale:-testato nel tempo, affidabile e collaudato
I tradizionali camion per il trasporto di carburante hanno una lunga storia di sviluppo, con design del telaio maturi e strutture complessive stabili. L'asse motore posteriore è costituito da un riduttore principale, un differenziale, un meccanismo di trasmissione e un alloggiamento dell'asse ed è responsabile della distribuzione della potenza dall'albero motore alle ruote sinistra e destra.
Dopo anni di continuo sviluppo, gli assali posteriori per autocarri alimentati a carburante sono stati sottoposti a molteplici iterazioni. Che si tratti del tradizionale assale semi-asse o del più pratico assale con riduzione lato ruota-comunemente visto oggi, questi sistemi hanno accompagnato i proprietari di camion nel loro viaggio verso la redditività attraverso il trasporto merci.
Allo stesso modo, con il maturare della tecnologia elettrica pura, le configurazioni di guida dei camion elettrici hanno continuato ad evolversi. Attualmente, tre modalità di guida principali dominano il mercato: trazione a motore centrale, asse motore elettrico integrato e asse motore elettrico distribuito.
Azionamento a motore centrale: struttura semplice, scenari applicativi limitati
Le prime soluzioni di pura trazione elettrica adottavano tecnologie mature dei veicoli a carburante semplicemente sostituendo il motore con un motore elettrico. Poiché il motore è installato vicino al centro del veicolo, questa configurazione è nota come azionamento del motore centrale. Questo approccio richiede modifiche minime al layout del telaio originale, offrendo una struttura semplice, un costo contenuto e una rapida industrializzazione.
I sistemi di azionamento del motore centrale sono ampiamente utilizzati nei modelli di autobus a pianale ribassato-oltreoceano. La forma di potenza in uscita-motore + trasmissione + asse motore-si concentra sulle trasmissioni esclusivamente elettriche. Una tipica trasmissione elettrica a 2 velocità può fornire fino a 500 N·m di coppia ed è adatta per autocarri leggeri con carico utile pari o inferiore a 10 tonnellate.
Di conseguenza, la trasmissione a motore centrale è comune negli autobus e negli autocarri leggeri-ma viene utilizzata raramente negli autocarri pesanti-. Il motivo principale è che un singolo motore non può soddisfare le elevate richieste di potenza e coppia delle applicazioni per servizi pesanti. Sebbene i sistemi di azionamento centrale a doppio-motore possano teoricamente soddisfare questi requisiti, non sono stati ampiamente adottati a causa dei costi elevati del sistema, dell'aumento del peso e delle strutture e strategie di controllo complesse.
Asse motore elettrico integrato: molteplici vantaggi e il mainstream domestico
In un sistema di azionamento a motore centrale, l'energia cinetica generata dal motore viene trasmessa attraverso il cambio e quindi all'asse posteriore, con conseguenti perdite di energia prima di raggiungere le ruote. Per ottenere prestazioni di potenza più elevate e soddisfare meglio le esigenze degli utenti, è emersa una nuova modalità di guida che integra il motore, l'inverter e la trasmissione elettrica direttamente nell'asse motore. Questo sviluppo ha portato alla nascita dell’asse motore elettrico integrato.
In questa configurazione, la riduzione della velocità e l'amplificazione della coppia avvengono direttamente sull'asse, migliorando significativamente l'efficienza della trasmissione rispetto alla trasmissione a motore centrale. Elimina inoltre componenti come l'albero motore e le staffe delle sospensioni, riducendo sia il peso del veicolo che i costi di produzione. Lo spazio liberato-può essere utilizzato per installare pacchi batteria aggiuntivi, migliorando ulteriormente l'autonomia.
Supportato sia dai vantaggi tecnici che dalle condizioni politiche e di mercato favorevoli, l’asse motore elettrico integrato è diventato la soluzione di guida più adottata per i camion elettrici puri in Cina, con un’ampia gamma di marchi che offrono prodotti maturi.
Ad esempio, BYD ha lanciato un autocarro con cassone ribaltabile completamente elettrico 8×4 dotato di un asse motore elettrico integrato dual-link autosviluppato e prodotto in serie, essenzialmente due set di assi di riduzione multistadio integrati elettricamente. Questa configurazione raggiunge una pendenza massima di salita superiore al 50% ed un'efficienza di trasmissione superiore al 95%. Per i proprietari di camion impegnati nel trasporto di sabbia, ghiaia e altre risorse nella regione dello Yunnan-Guizhou-Sichuan, questo asse per camion elettrico consente operazioni efficienti e affidabili.
Asse a trazione elettrica distribuita: elevata integrazione e tendenza futura
A seconda del posizionamento del motore, gli assali motori elettrici possono anche adottare una configurazione distribuita più avanzata, che offre maggiore efficienza, minore consumo energetico e peso più leggero.
Distribuitoassi motori elettricigeneralmente rientrano in due categorie: azionamento del motore sul lato della ruota-e azionamento del motore del mozzo. In un sistema motore lato ruota-, i motori di trazione sono installati vicino a ciascuna ruota su entrambi i lati dell'asse, mentre componenti come il riduttore e il sistema frenante rimangono integrati nel gruppo dell'asse elettrico.
Questa struttura tecnica è relativamente semplice e offre una maggiore efficienza di trasmissione. Consente inoltre un controllo preciso della velocità e della coppia delle ruote attraverso avanzati sistemi di controllo elettronico, raggiungendo livelli di prestazioni dinamiche difficili da eguagliare per le trasmissioni tradizionali. Di conseguenza, la manovrabilità del veicolo, la stabilità e le prestazioni di guida complessive risultano notevolmente migliorate.
Attualmente, Mercedes-Benz Trucks ha sviluppato un assale motore lato ruota-e lo ha applicato al camion pesante elettrico Mercedes-Benz eActros-. In Cina, BYD ha anche sviluppato in modo indipendente un asse motore elettrico sul lato della ruota-. L'autobus elettrico BYD K9 dotato di questo sistema è stato-prodotto in serie da molti anni ed esportato in mercati sviluppati come Stati Uniti, Europa e Giappone, con consegne multiple che superano le 100 unità.
I sistemi di azionamento del motore del mozzo integrano ulteriormente il motore, il freno e il mozzo direttamente nella ruota, eliminando componenti tradizionali come la trasmissione, l'albero motore e il differenziale. Sebbene questo approccio raggiunga un livello di integrazione estremamente elevato, presenta anche sfide significative in termini di complessità della progettazione, costi di ricerca e sviluppo e ciclo di sviluppo. Di conseguenza, nessuna casa automobilistica nazionale ha ancora raggiunto una produzione di massa su larga-scala, anche se restano possibili progressi futuri.
Conclusione
Nel complesso, le configurazioni a pura trazione elettrica si sono evolute passando dalla semplice sostituzione del motore con un motore a soluzioni altamente integrate basate su assali e ruote-che danno priorità all'efficienza e all'utilizzo dello spazio. A causa della maturità tecnologica e di considerazioni sui costi, l'integratoasse motore elettricorimane la soluzione tradizionale nel mercato interno. Tuttavia, TRION ritiene che con l’avanzare della tecnologia e il calo dei costi, le configurazioni di trazione dell’asse posteriore continueranno ad evolversi e i sistemi di trazione elettrica distribuita diventeranno in definitiva la soluzione principale del futuro. Non vediamo l'ora di collaborare con le principali case automobilistiche per raggiungere ulteriori progressi tecnologici e promuovere lo sviluppo di alta-qualità dell'elettrificazione dei camion.
