Projeto do eixo motor elétrico para veículos comerciais de nova energia:
Comparação entre soluções de motor-único e de motor duplo-
Análise de projeto de eixo motor elétrico
1.1 Visão geral
No domínio dos veículos comerciais de novas energias, a centralizaçãoeixos elétricosgradualmente se tornaram o mainstream da indústria devido ao seu alto nível de integração, design leve e alta eficiência. No entanto, o projeto de um eixo motor elétrico deve considerar de forma abrangente diversas condições de operação, incluindo baixa-velocidade de partida-, alta-velocidade de cruzeiro e desempenho de subida.
Este artigo tem como objetivo explorar em profundidade as rotas técnicas do projeto de eixos elétricos, usando configuração de redutor, soluções de-motor único e soluções de{{1}motor duplo como principais pontos de entrada para análise sistemática.
1.2 Considerações Básicas no Projeto de Redutores
No projeto do eixo motor elétrico para veículos comerciais de novas energias, o redutor desempenha um papel crítico e é frequentemente considerado o “centro de transmissão” de todo o sistema. O seu design não afeta apenas a eficiência da transmissão de potência, mas também influencia diretamente o consumo geral de energia do veículo.
Três aspectos principais definem o design do redutor. Primeiro, a seleção do número de estágios de redução é crucial e deve ser ajustada de forma flexível de acordo com as condições específicas de operação do veículo. Os redutores de dois-estágios tornaram-se a escolha ideal para aplicações convencionais-como veículos de logística urbana-devido à sua alta eficiência de transmissão de 95% a 96%, estrutura simples e caminho curto de transferência de energia. Em comparação com as transmissões de suporte planetário, as estruturas de redução de dois{8}}estágios geralmente demonstram maior eficiência em aplicações de eixo motor elétrico.
Redutores de vários-estágios, como projetos de três-estágios ou quatro{2}}estágios, normalmente exibem eficiência de transmissão um pouco menor, variando de 92% a 95%, e apresentam estruturas mais complexas. No entanto, eles podem fornecer taxas de redução mais elevadas para atender aos requisitos de aplicações especializadas. Além disso, quando combinado com projetos de redutores de múltiplas-velocidades, a faixa operacional de alta-eficiência do motor pode ser expandida ainda mais. Por exemplo, durante subidas em baixa-velocidade, uma taxa de redução maior aumenta a saída de torque, enquanto em viagens em alta-velocidade, uma proporção menor pode ser selecionada para reduzir o consumo de energia.
1.3 Análise de soluções-de motor único
Projetos-de motor único, caracterizados pela simplicidade estrutural e eficiência de custos, são amplamente adotados em aplicações de veículos comerciais leves. Esta solução é adequada principalmente para cenários operacionais como logística urbana e distribuição-de curta distância, onde os requisitos de potência de pico geralmente não excedem 150 kW.
Os sistemas-de motor único normalmente atendem aos requisitos de velocidade do veículo na faixa de 0 a 80 km/h. Por exemplo, o sistema de propulsão elétrica BYD T3, equipado com um motor de 100 kW, atinge uma autonomia NEDC de aproximadamente 300 km.
Em relação à seleção da taxa de velocidade do redutor, as taxas de redução de{0}estágio único geralmente ficam na faixa de 8 a 12. O eixo motor elétrico leve-da TR, por exemplo, equilibra com sucesso a capacidade de subida (mais de 20%) e a eficiência de alta-velocidade, alcançando uma eficiência do sistema superior a 92%. Quando combinadas com redutores de múltiplas-velocidades, as soluções-de motor único podem fornecer alto torque em baixas velocidades para subidas e-inicializações com cargas pesadas-, mantendo alta eficiência em velocidades de cruzeiro. Essa abordagem amplia a faixa operacional do eixo motor elétrico e otimiza o desempenho em condições de baixa- e alta-velocidade.
No entanto, os desafios permanecem, incluindo a interrupção temporária de energia durante a mudança de marcha e a complexidade da coordenação dos mecanismos de mudança com controle diferencial.
1.4 Características de soluções de motor duplo-
Os projetos-de motores duplos permitem uma saída de potência superior sob diversas condições operacionais por meio de estratégias de divisão de potência ou vetorização de torque. No entanto, também introduzem desafios relacionados com a complexidade do sistema e a gestão de custos.
Em condições de operação-de baixa velocidade, um único motor com uma alta taxa de redução pode ser usado para reduzir o consumo de energia. Sob condições de alta-carga, os motores duplos operam em paralelo para fornecer alta potência, melhorando significativamente a aceleração e o desempenho do-manuseio de carga.
Codificadores de alta-precisão com resolução angular de ±0,1 grau, combinados com algoritmos de controle coordenados, garantem uma distribuição equilibrada de torque entre os dois motores e evitam efetivamente o desgaste irregular dos pneus. Além disso, o sistema de lubrificação adota um projeto de circuito-duplo para fornecer dissipação de calor independente para cada conjunto de engrenagens, garantindo estabilidade-de longo prazo e confiabilidade do sistema de eixo motor elétrico.
Resumo
A seleção técnica de eixos elétricos centralizados varia dependendo dos cenários de aplicação. As soluções-de motor único, com sua estrutura compacta e vantagens econômicas, são adequadas para veículos comerciais-leves. As soluções-de motor duplo oferecem maior densidade de potência e desempenho, tornando-as ideais para aplicações de-carga pesada ou alto{6}}desempenho.
Olhando para o futuro, a inovação tecnológica contínua aumentará ainda mais a eficiência, a fiabilidade e a adaptabilidade doseixos elétricos, acelerando o avanço dos veículos comerciais de nova energia em direção a níveis mais elevados de eletrificação.
