Eixos de tração elétricos integrados versus distribuídos para veículos comerciais: o que se tornará a tendência?
À medida que as arquiteturas de trem de força automotiva evoluem de layouts descentralizados para sistemas altamente integrados, configurações como “motor + eixo de acionamento elétrico” e sistemas de acionamento elétrico distribuído surgiram gradualmente.
Graças ao seu design estrutural único, oeixo de acionamento elétricoelimina a necessidade de uma caixa de velocidades tradicional em veículos eléctricos puros, reduzindo significativamente a perda de energia durante a transmissão de potência. Como resultado, acredita-se amplamente que soluções integradas de eixos de acionamento elétrico e sistemas de acionamento elétrico distribuído se tornarão as principais tendências de desenvolvimento para futuros caminhões elétricos puros.
Anteriormente, em fóruns do setor e seminários técnicos, a Sany Heavy Truck analisou tendências de desenvolvimento em motores elétricos para caminhões-pesados, enquanto a Yutong New Energy Commercial Vehicles apresentou seu layout estratégico relacionado às tecnologias de eixos elétricos.
Atualmente, as principais soluções de acionamento elétrico para veículos comerciais de novas energias incluem principalmente acionamento central, eixo de acionamento elétrico integrado e sistemas de acionamento distribuído.
Tipos de sistemas de acionamento elétrico para veículos comerciais
O layout de acionamento central é semelhante ao dos veículos a combustível tradicionais, substituindo o motor de combustão interna e a transmissão por um motor de acionamento + unidade de transmissão integrados.
O eixo motor elétrico integrado, que pode ser classificado em estruturas de eixo-paralelo, coaxial e vertical-, integra o eixo motor tradicional ao motor e à transmissão. Esta solução ocupa menos espaço, reduz o peso do sistema, melhora a eficiência da transmissão e aumenta a autonomia do veículo.
O sistema de acionamento distribuído, incluindo acionamento do motor-do lado da roda e do motor do cubo, coloca os motores em ambos os lados do eixo. Esta configuração oferece maior mobilidade e eficiência, mas acarreta custos elevados e requisitos ambientais rigorosos. Atualmente, é aplicado principalmente em ônibus e modelos-de veículos de alto padrão.
Definição e vantagens dos eixos de acionamento elétrico integrados
Um eixo motor elétrico integrado consiste principalmente em três componentes principais: um motor de acionamento, inversor e transmissão elétrica. Fundamentalmente, continua a ser um eixo motor, mas a fonte de energia é transferida de um motor de combustão interna para um motor eléctrico. A maioria dos eixos elétricos integrados incorpora o motor diretamente no conjunto do eixo, alcançando um design leve, alta integração e eficiência superior.
Em termos simples, um eixo motor elétrico integrado combina o motor com o eixo traseiro, permitindo que o eixo desempenhe as funções de motor, caixa de velocidades, eixo traseiro e diferencial numa única unidade. Este projeto elimina a necessidade de um eixo de transmissão e reduz significativamente o tamanho da caixa de engrenagens.
Em comparação com os sistemas de transmissão convencionais, os eixos de transmissão elétricos integrados reduzem o espaço geral do sistema, permitindo a instalação de mais baterias para aumentar a autonomia de condução. Seus projetos especializados também permitem a adaptação a diversas condições de operação, atendendo às exigências de ônibus, caminhões leves e outros veículos comerciais.
Atualmente, eixos de tração elétricos integrados têm sido amplamente adotados em caminhões leves de nova energia. As diferenças entre os fabricantes residem principalmente no nível de integração, na seleção de materiais e no peso, enquanto os princípios estruturais gerais permanecem semelhantes.
Principais recursos dos eixos de transmissão elétricos integrados
Os eixos de tração elétricos integrados modernos normalmente incluem:
Motores de acionamento
Caixas de velocidades
Diferenciais
Sistemas de freio
Sistemas de suspensão a ar
Carcaças de eixo e cubos de roda
Suas principais características incluem:
Alta integração de motor, transmissão e diferencial com uma estrutura compacta
Alta eficiência de transmissão, com a potência do motor acionando diretamente as rodas
Capacidade de transmissão automática, mantendo o motor operando dentro de uma faixa de eficiência ideal
Travagem regenerativa, permitindo recuperação de energia e maior autonomia de condução
Quatro principais vantagens dos eixos de transmissão elétricos integrados
1. Estrutura mais simples
As soluções tradicionais-baseadas em motores consistem em componentes separados, como motores, eixos de transmissão universais e eixos, resultando em longas cadeias de transmissão e estruturas complexas.
Em contraste, os eixos de transmissão elétricos integrados eliminam o eixo de transmissão, reduzem a contagem de componentes e simplificam a arquitetura do sistema.
2. Layout mais fácil do veículo
Os eixos elétricos integrados são montados diretamente no chassi, ocupando menos espaço e simplificando o layout do veículo.
As soluções tradicionais exigem arranjos separados de motores, eixos de transmissão e eixos, aumentando a complexidade do layout.
3. Maior eficiência energética e benefícios ambientais
A estrutura altamente integrada minimiza a perda de potência, reduz o consumo de energia e aumenta a autonomia do veículo.
4. Vantagens tecnológicas
Em comparação com os eixos traseiros tradicionais, os eixos de tração elétrica integrados oferecem uma relação de velocidade ajustável mais ampla e maior capacidade de recuperação de energia, alinhando-se com as futuras tendências de desenvolvimento de veículos com novas energias.
Definição e vantagens de sistemas de acionamento de motor lateral-de rodas distribuídas
No Salão do Automóvel de Xangai, especialistas do setor observaram que os novos veículos comerciais de energia estão gradualmente fazendo a transição de sistemas de acionamento central para soluções de acionamento elétrico distribuído. Esses sistemas apresentam alta eficiência, baixo consumo de energia e custos operacionais reduzidos, além de oferecer suporte ao design de veículos leves.
Os sistemas de acionamento elétrico distribuído incluem principalmente acionamentos de motores de cubo e acionamentos de motores do lado-da roda, sendo que ambos permitem o controle independente das rodas.
Diferenças entre o acionamento do motor lateral-da roda e o acionamento do motor do cubo
1. Posição de instalação
Os motores de cubo são instalados concentricamente dentro da roda, enquanto os motores laterais-da roda são montados excentricamente ao lado da roda.
2. Método de transmissão
Os motores do lado da roda transmitem potência às rodas por meio de um eixo de transmissão, enquanto os motores do cubo são conectados diretamente à roda por meio do rotor ou do estator.
3. Rotas Técnicas
Os motores-do lado da roda geralmente adotam projetos de rotor interno. Os motores de cubo usam configurações de rotor interno ou externo.
Os rotores internos proporcionam maior velocidade com menor torque, enquanto os rotores externos proporcionam menor velocidade com maior torque.
4. Modo de operação
Os motores-do lado da roda normalmente usam motores de-alta velocidade combinados com eixo-fixo ou redução de engrenagem planetária. Os motores de cubo adotam principalmente soluções de acionamento direto ou de redução de engrenagem planetária.
Desafios dos eixos de transmissão elétricos distribuídos
Os eixos de tração elétrica distribuída permitem configurações flexíveis, como tração dianteira-, tração traseira-ou tração nas quatro{2}}rodas. Eles também permitem direção diferencial através do controle independente da velocidade das rodas, reduzindo significativamente o raio de giro.
No entanto, tanto os motores do cubo quanto os motores do lado{0}}da roda enfrentam desafios, incluindo:
Requisitos de alta densidade de torque
Exigências rigorosas na precisão do controle do motor
Altos padrões de controle de ruído, dissipação de calor, frenagem, vedação e durabilidade
Custos de sistema muito elevados
Atualmente, o desempenho geral da sua aplicação permanece menos maduro do que os eixos de tração elétrica integrados e o mercado ainda requer validação adicional.
Os principais caminhões pesados estão implantando ativamente eixos de tração elétricos
Embora a participação de veículos comerciais no Salão do Automóvel de Xangai de 2023 tenha sido relativamente limitada, fornecedores de componentes nacionais e internacionais, como TEPKOS e Bosch, apresentaram novas soluções energéticas de trem de força para veículos comerciais, incluindo eixos de tração elétricos.
Recomendação de produto TEPKOS
Como fornecedor OEM confiável de soluções de mobilidade global, a Shanghai TRION (marca: TEPKOS) está na vanguarda do desenvolvimento integrado de eixos de tração elétricos, fornecendo soluções de eixos EV de alto{0}}desempenho para veículos comerciais em todo o mundo.
Nossos eixos de tração elétricos integrados oferecem:
Alta Integração e Estrutura Compacta
Integrando motor, transmissão, diferencial e inversor em uma única unidade, reduzindo significativamente a ocupação de espaço e o peso do veículo.
Eficiência de transmissão superior
Alcançar uma eficiência de transmissão superior a 94%, maximizando a autonomia e a poupança de energia.
Forte Adaptabilidade Ambiental
Soluções personalizadas para diversas condições operacionais, incluindo climas quentes e úmidos, estradas europeias-de alto padrão e ambientes off-road-adversos.
Desempenho Inteligente
Suporta distribuição precisa de torque e frenagem regenerativa, perfeitamente integrada aos sistemas de controle do veículo para aumentar a segurança e a eficiência.
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