Recentemente, TRION ha pubblicato due articoli-"Quali scenari sono più adatti per i camion elettrici pesanti-che utilizzano l'asse motore elettrico"E"Come scegliere un assale elettrico per autocarri pesanti elettrici-"-che ha attirato l'attenzione diffusa da parte dei proprietari di camion e dei professionisti del settore per quanto riguarda i carichi-pesantie sistema di assisoluzioni.
Dal punto di vista della struttura e dei principi operativi, gli assali elettrici per autocarri pesanti- possono essere suddivisi in tre tipi: integrati, montati esternamente-e distribuiti. Quali sono le differenze tra queste tre configurazioni? Come dovrebbero scegliere gli utenti? E quale soluzione diventerà probabilmente la tendenza di sviluppo principale?
01 Assali elettrici integrati e montati esternamente-
La caratteristica più distintiva di un assale elettrico-montato esternamente è l'alloggiamento integrale dell'asse. Il gruppo motore e trasmissione è installato sull'alloggiamento dell'asse tramite un'interfaccia a flangia. In apparenza, il gruppo motore e trasmissione sembra "appeso" all'asse, motivo per cui viene definito design a montaggio esterno-. Inoltre, anche la struttura del riduttore principale deve essere regolata di conseguenza, tipicamente passando da un ingranaggio conico a un ingranaggio elicoidale.
Asse motore elettrico esterno: il gruppo motore e cambio è collegato all'alloggiamento dell'asse tramite una flangia.
Gli ingranaggi elicoidali e il differenziale del riduttore principale dell'asse motore elettrico montato esternamente.
Il problema più grande con un file esterno-montatoassale per camion elettricoè eccentricità. Il gruppo motore e trasmissione agisce come una trave a sbalzo, con il baricentro spostato rispetto all'asse della ruota. Quando si guida su strade accidentate o sconnesse, questa configurazione genera notevoli forze d'inerzia, che possono influire negativamente sull'affidabilità del motore e della trasmissione. A causa dei limiti di spazio di installazione al centro del telaio, la trasmissione ha solitamente solo due marce e la potenza del motore è relativamente limitata.
Il baricentro dell'asse motore elettrico montato esternamente è spostato rispetto alla linea dell'asse.
"Quando la potenza è insufficiente, la quantità compensa." Il modo più diretto per aumentare la potenza di un sistema di assali è montare esternamente i gruppi sia sulla parte anteriore che posteriore dell'alloggiamento dell'assale, utilizzando due motori e gruppi di trasmissione per azionare congiuntamente il riduttore principale. Attualmente, la potenza di picco di un asse motore elettrico montato esternamente-con doppio motore-può raggiungere i 550 kW (circa 748 cavalli). I suoi vantaggi includono un costo relativamente basso e una buona manutenibilità, mentre gli svantaggi sono la bassa integrazione, le grandi dimensioni e un numero limitato di ingranaggi.
Asse motore elettrico integrato Bosch: motore altamente integrato, cambio multi-velocità, trasmissione finale e differenziale.
Per risolvere i problemi di eccentricità, bassa integrazione e grandi dimensioni complessive associati agli assi motori elettrici montati esternamente-, è stato sviluppato l'asse elettrico integrato. In questo disegno, l'asse è diviso in tre sezioni. La sezione centrale integra motore, trasmissione multi-velocità, riduttore principale e differenziale in un'unica unità, consentendogli di adattarsi allo spazio disponibile al centro del telaio. Le sezioni sinistra e destra sono fusioni progettate per montare le estremità delle ruote e i sistemi frenanti. Queste tre sezioni sono collegate tramite flange.
I principali vantaggi di un assale motore integrato per autocarri sono il suo elevato livello di integrazione, cstruttura compatta e disponibilità di molteplici rapporti di trasmissione. Il suo principale svantaggio è che richiede uno sviluppo completamente nuovo, con conseguenti costi relativamente più elevati.
02 Asse a trazione elettrica distribuita e strategia di guida
La caratteristica più notevole di un asse motore elettrico distribuito è l'eliminazione del differenziale meccanico. Invece, due motori azionano indipendentemente le ruote sinistra e destra. Quando si opera in condizioni stradali difficili, il sistema di controllo del telaio regola dinamicamente la velocità e la coppia di ciascuna ruota e può anche invertire la rotazione delle ruote per ottenere-la sterzata sul posto. Durante le curve, il sistema di controllo calcola con precisione la velocità e la coppia di ciascuna ruota in base a parametri quali velocità del veicolo e angolo di sterzata-comunemente indicato come differenziale elettronico-garantendo curve fluide evitando sovrasterzo o sottosterzo.
Il secondo asse del Tesla Semi è un asse motore distribuito.
In termini di aspetto, un distribuitoasse elettricoin genere ha due gruppi motore e trasmissione montati nella parte anteriore e posteriore dell'asse, il che lo rende simile a un asse motore elettrico a doppio-motore montato esternamente-. La differenza fondamentale è che il design distribuito elimina il differenziale meccanico. Attualmente, il secondo asse del camion pesante semielettrico Tesla-adotta una configurazione dell'asse motore elettrico distribuito. Questa soluzione fa molto affidamento sull’elettronica automobilistica avanzata, sui sistemi di controllo lineare del telaio e sulle tecnologie di guida intelligenti.
I tre assi del Tesla Semi sono dotati di assi motori montati esternamente (motore singolo).
Al Salone dei veicoli commerciali di Hannover del 2024, TRION ha esaminato i due kit di assali ev utilizzati sul Tesla Semi. Il secondo asse è un asse motore elettrico distribuito con due motori montati nella parte anteriore e posteriore e senza meccanismo di cambio. Il terzo asse è un asse motore elettrico montato esternamente- dotato di un unico motore e di una trasmissione a due-velocità. Secondo le informazioni ufficiali, la potenza massima combinata dei tre motori indipendenti raggiunge i 1.000 cavalli.
La strategia di guida funziona come segue:
Durante le accelerazioni rapide, tutti e tre i motori sui due assi motori funzionano contemporaneamente. Con un peso totale del veicolo di 37 tonnellate, il camion accelera da 0 a 96,5 km/h in soli 20 secondi.
Una volta che il veicolo raggiunge i 60 km/h, i due motori sul secondo asse (asse motore elettrico distribuito) si disinnescano, la frizione tra la trasmissione e il semi-albero viene scollegata e il motore sul terzo asse (asse motore elettrico-montato esternamente) gestisce la velocità di crociera ad alta-velocità. La selezione della marcia viene regolata automaticamente in base alla velocità e alle condizioni stradali.
Quando è necessaria un'accelerazione rapida o una salita ripida, i due motori sul secondo asse si riattivano immediatamente-, consentendo al veicolo di superare pendenze del 5% a velocità di 50–70 km/h.
Durante la guida in discesa, tutti e tre i motori regolano i livelli di frenata rigenerativa in base alla pendenza della strada e alla velocità del veicolo, funzionando come un sistema di frenata rallentatore.
Con questa strategia di guida a tre-motori, il veicolo raggiunge un consumo energetico di circa 1,24 kWh/km quando viaggia a 105 km/h con un peso totale di 37 tonnellate.
03 Prospettive sulle tendenze di sviluppo future
Per quanto riguarda le tendenze del mercato degli assali elettrici integrati, montati esternamente-e distribuiti nei prossimi cinque anni, i recenti sviluppi suggeriscono una direzione chiara. Utilizzando gli assali elettrici integrati come esempio, diversi produttori stanno passando da progetti montati esternamente-a soluzioni integrate. Inoltre, aziende come Bosch hanno saltato del tutto gli assali motore elettrici montati esternamente-e si stanno concentrando direttamente sullo sviluppo di prodotti per assali motore elettrici integrati.
Questi sviluppi indicano che l'asse motore elettrico integrato diventerà probabilmente la soluzione principale per i camion pesanti elettrici-.
I sistemi di assali elettrici distribuiti fanno molto affidamento sulla tecnologia del differenziale elettronico e sono attualmente adatti solo per alcune applicazioni di autocarri pesanti elettrici-elettrici intelligenti e di fascia alta. È improbabile che diventino mainstream nel breve termine. TRION ritiene che solo con la completa industrializzazione e l'adozione diffusa delle tecnologie di guida intelligente negli autocarri pesanti elettrici-le soluzioni di assali motore elettrici distribuiti otterranno gradualmente un consenso più ampio.
