Assali a trazione elettrica integrata o distribuita per veicoli commerciali: quale diventerà la tendenza?
Man mano che le architetture dei gruppi propulsori automobilistici si evolvono da layout decentralizzati a sistemi altamente integrati, sono gradualmente emerse configurazioni come "motore + asse motore elettrico" e sistemi di trasmissione elettrica distribuiti.
Grazie al suo design strutturale unico, ilasse motore elettricoelimina la necessità di un cambio tradizionale nei veicoli elettrici puri, riducendo significativamente la perdita di energia durante la trasmissione di potenza. Di conseguenza, è opinione diffusa che le soluzioni integrate di assali motore elettrici e i sistemi di trasmissione elettrica distribuita diventeranno le principali tendenze di sviluppo per i futuri camion elettrici puri.
In precedenza, in occasione di forum di settore e seminari tecnici, Sany Heavy Truck ha analizzato le tendenze di sviluppo dei gruppi propulsori a trazione elettrica per autocarri pesanti-, mentre Yutong New Energy Commercial Vehicles ha presentato il suo layout strategico relativo alle tecnologie degli assali motore elettrici.
Al momento, le principali soluzioni di propulsione elettrica per i veicoli commerciali a nuova energia comprendono principalmente la propulsione centrale, l’asse motore elettrico integrato e i sistemi di propulsione distribuita.
Tipologie di sistemi di trazione elettrica per veicoli commerciali
La disposizione della trasmissione centrale è simile a quella dei tradizionali veicoli a carburante, sostituendo il motore a combustione interna e la trasmissione con un motore integrato + unità di trasmissione.
L'asse motore elettrico integrato, che può essere classificato in strutture ad asse-parallelo, coassiale e ad asse verticale-, integra l'asse motore tradizionale con il motore e la trasmissione. Questa soluzione occupa meno spazio, riduce il peso del sistema, migliora l'efficienza della trasmissione e aumenta l'autonomia di guida del veicolo.
Il sistema di azionamento distribuito, che comprende l'azionamento del motore sul lato della ruota-e l'azionamento del motore del mozzo, posiziona i motori su entrambi i lati dell'asse. Questa configurazione offre maggiore mobilità ed efficienza ma comporta costi elevati e severi requisiti ambientali. Attualmente viene applicato principalmente negli autobus e nei modelli di veicoli di fascia alta-.
Definizione e vantaggi degli assali a trazione elettrica integrata
Un asse motore elettrico integrato è costituito principalmente da tre componenti principali: un motore di trazione, un inverter e una trasmissione elettrica. Fondamentalmente rimane un asse motore, ma la fonte di energia viene spostata da un motore a combustione interna a un motore elettrico. La maggior parte degli assali elettrici integrati incorporano il motore direttamente nel gruppo assale, ottenendo un design leggero, un'elevata integrazione ed un'efficienza superiore.
In termini semplici, un asse motore elettrico integrato combina il motore con l’asse posteriore, consentendo all’asse di svolgere le funzioni di motore, cambio, asse posteriore e differenziale in un’unica unità. Questo design elimina la necessità di un albero motore e riduce significativamente le dimensioni della scatola del cambio.
Rispetto ai sistemi di trasmissione convenzionali, gli assali motore elettrici integrati riducono lo spazio complessivo del sistema, consentendo l’installazione di più batterie per estendere l’autonomia di guida. Il loro design specializzato consente inoltre l'adattamento a varie condizioni operative, soddisfacendo i requisiti di autobus, autocarri leggeri e altri veicoli commerciali.
Attualmente, gli assali motore elettrici integrati sono stati ampiamente adottati nei camion leggeri a nuova energia. Le differenze tra i produttori risiedono principalmente nel livello di integrazione, nella selezione dei materiali e nel peso, mentre i principi strutturali generali rimangono simili.
Caratteristiche principali degli assali elettrici integrati
I moderni assali elettrici integrati tipicamente includono:
Motori di azionamento
Riduttori
Differenziali
Sistemi frenanti
Sistemi di sospensione pneumatica
Alloggiamenti degli assi e mozzi delle ruote
Le loro caratteristiche principali includono:
Elevata integrazione di motore, trasmissione e differenziale con una struttura compatta
Elevata efficienza di trasmissione, con la potenza del motore che aziona direttamente le ruote
Capacità di trasmissione automatica, mantenendo il funzionamento del motore entro un intervallo di efficienza ottimale
Frenata rigenerativa, che consente il recupero di energia e un'autonomia di guida estesa
Quattro vantaggi chiave degli assali con trazione elettrica integrata
1. Struttura più semplice
Le soluzioni tradizionali basate sui motori- sono costituite da componenti separati come motori, alberi di trasmissione universali e assi, che danno luogo a lunghe catene di trasmissione e strutture complesse.
Al contrario, gli assali motore elettrici integrati eliminano l’albero motore, riducono il numero dei componenti e semplificano l’architettura del sistema.
2. Layout del veicolo più semplice
Gli assali elettrici integrati sono montati direttamente sul telaio, occupando meno spazio e semplificando la disposizione del veicolo.
Le soluzioni tradizionali richiedono una disposizione separata di motori, alberi di trasmissione e assi, aumentando la complessità del layout.
3. Maggiore efficienza energetica e vantaggi ambientali
La struttura altamente integrata riduce al minimo la perdita di potenza, riduce il consumo di energia e aumenta l'autonomia di guida del veicolo.
4. Vantaggi tecnologici
Rispetto agli assali posteriori tradizionali, gli assali motore elettrici integrati offrono un rapporto di velocità regolabile più ampio e una maggiore capacità di recupero energetico, allineandosi alle future tendenze di sviluppo dei nuovi veicoli energetici.
Definizione e vantaggi dei sistemi di azionamento a motore laterale-a ruote distribuite
Al Salone dell’Auto di Shanghai, gli esperti del settore hanno notato che i veicoli commerciali a nuova energia stanno gradualmente passando dai sistemi di guida centralizzata alle soluzioni di guida elettrica distribuita. Questi sistemi sono caratterizzati da elevata efficienza, basso consumo energetico e costi operativi ridotti, supportando al tempo stesso la progettazione di veicoli leggeri.
I sistemi di azionamento elettrico distribuiti includono principalmente azionamenti con motori nel mozzo e azionamenti con motori sul lato ruota-, che consentono entrambi il controllo indipendente delle ruote.
Differenze tra la trasmissione del motore laterale-della ruota e la trasmissione del motore del mozzo
1. Posizione di installazione
I motori del mozzo sono installati concentricamente all'interno della ruota, mentre i motori sul lato della ruota- sono montati eccentricamente accanto alla ruota.
2. Metodo di trasmissione
I motori lato ruota- trasmettono potenza alle ruote attraverso un albero motore, mentre i motori sul mozzo sono collegati direttamente alla ruota tramite il rotore o lo statore.
3. Percorsi tecnici
I motori lato ruota- generalmente adottano design del rotore interno. I motori con mozzo utilizzano configurazioni del rotore interno o esterno.
I rotori interni forniscono una velocità maggiore con una coppia inferiore, mentre i rotori esterni forniscono una velocità inferiore con una coppia maggiore.
4. Modalità operativa
I motori lato ruota- utilizzano in genere motori ad alta-velocità combinati con assi fissi-o riduttori epicicloidali. I motori con mozzo adottano principalmente soluzioni di azionamento diretto o di riduzione ad ingranaggi planetari.
Le sfide degli assali a trazione elettrica distribuita
Gli assali a trazione elettrica distribuita consentono configurazioni flessibili come la trazione anteriore-, la trazione posteriore-o la trazione integrale-. Consentono inoltre la sterzata differenziale attraverso il controllo indipendente della velocità delle ruote, riducendo significativamente il raggio di sterzata.
Tuttavia, sia i motori nel mozzo che quelli sul lato ruota-si trovano ad affrontare sfide tra cui:
Requisiti di elevata densità di coppia
Requisiti severi sulla precisione del controllo del motore
Elevati standard di controllo del rumore, dissipazione del calore, frenatura, tenuta e durata
Costi di sistema molto elevati
Al momento, le loro prestazioni applicative complessive rimangono meno mature rispetto agli assali motore elettrici integrati e il mercato richiede ancora un’ulteriore convalida.
I principali autocarri pesanti stanno adottando attivamente assali elettrici
Sebbene la partecipazione dei veicoli commerciali allo Shanghai Auto Show del 2023 sia stata relativamente limitata, i fornitori di componenti nazionali e internazionali come TEPKOS e Bosch hanno presentato nuove soluzioni di propulsione per veicoli commerciali a energia, compresi gli assali motori elettrici.
Raccomandazione sul prodotto TEPKOS
In qualità di fornitore OEM di fiducia di soluzioni di mobilità globale, Shanghai TRION (marchio: TEPKOS) è in prima linea nello sviluppo di assali motore elettrici integrati, fornendo soluzioni di assali per veicoli elettrici ad alte-prestazioni per veicoli commerciali in tutto il mondo.
I nostri assali motore elettrici integrati offrono:
Alta integrazione e struttura compatta
Integrazione di motore, trasmissione, differenziale e inverter in un'unica unità, riducendo significativamente l'occupazione di spazio e il peso del veicolo.
Efficienza di trasmissione superiore
Raggiungimento di un'efficienza di trasmissione superiore al 94%, massimizzando l'autonomia di guida e il risparmio energetico.
Forte adattabilità ambientale
Soluzioni personalizzate per diverse condizioni operative, inclusi climi caldi e umidi, strade europee di alto livello-standard e ambienti fuoristrada-ostili.
Prestazioni intelligenti
Supporta la distribuzione precisa della coppia e la frenata rigenerativa, perfettamente integrati con i sistemi di controllo del veicolo per migliorare la sicurezza e l'efficienza.
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