Недавно TRION опубликовал две статьи-"Какие сценарии больше подходят для тяжелых грузовиков с электроприводом-, использующих электроприводной мост?"и"Как выбрать ведущий мост с электроприводом для тяжелых электрогрузовиков-"-который привлек широкое внимание владельцев грузовиков и специалистов отрасли в отношении тяжелых-грузовых условий.система электронной осирешения.
С точки зрения конструкции и принципов работы электроприводы большегрузных-грузовых автомобилей можно разделить на три типа: встроенные, внешние-навесные и распределенные. Каковы различия между этими тремя конфигурациями? Как пользователям следует выбирать? И какое решение, скорее всего, станет основной тенденцией развития?
01 Встроенные и внешние-оси с электроприводом
Наиболее отличительной особенностью внешнего-электрического моста является встроенный корпус моста. Узел двигателя и трансмиссии устанавливается на корпус моста через фланцевое соединение. По внешнему виду двигатель и трансмиссия в сборе выглядят так, как будто «подвешены» на ось, поэтому ее называют выносной-навесной конструкцией. Кроме того, конструкция главного редуктора также должна быть соответствующим образом отрегулирована, обычно меняя коническую передачу на косозубую.
Внешний электрический ведущий мост: двигатель и коробка передач в сборе соединены с корпусом моста через фланец.
Косозубые шестерни и дифференциал главного редуктора внешнего электроведущего моста.
Самая большая проблема с внешним-установленнымэлектрическая ось грузовикаэто эксцентриситет. Узел двигателя и трансмиссии действует как консольная балка, центр тяжести которой смещен относительно оси колеса. При движении по неровной или неровной дороге такая конфигурация создает значительные силы инерции, которые могут негативно сказаться на надежности мотора и трансмиссии. Из-за ограничений места для установки в середине рамы трансмиссия обычно имеет только две передачи, а мощность двигателя относительно ограничена.
Центр тяжести внешнего электроприводного моста смещен относительно оси оси.
«Когда мощности недостаточно, ее компенсирует количество». Самый прямой способ увеличить мощность системы электронного моста — это установить внешние узлы как в передней, так и в задней части картера моста, используя два двигателя и узла трансмиссии для совместного привода главного редуктора. В настоящее время пиковая мощность двух-двигателей, установленных на внешнем-электроведущем мосту, может достигать 550 кВт (приблизительно 748 лошадиных сил). К его преимуществам относятся сравнительно невысокая стоимость и хорошая ремонтопригодность, а к недостаткам – низкая интеграция, большие габариты и ограниченное количество передач.
Встроенный электропривод Bosch: высокоинтегрированный двигатель, многоступенчатая-коробка передач, главная передача и дифференциал.
Чтобы решить проблемы эксцентриситета, низкой интеграции и большого габарита, связанные с внешними-осями с электроприводом, была разработана встроенная электрическая ось. В этой конструкции ось разделена на три секции. Центральная секция объединяет двигатель, много-скоростную коробку передач, главный редуктор и дифференциал в единый блок, что позволяет ему разместиться в доступном пространстве в середине рамы. Левая и правая секции представляют собой отливки, предназначенные для крепления законцовок колес и тормозных систем. Эти три секции соединены фланцами.
Основными преимуществами интегрированного ведущего моста грузового автомобиля являются его высокий уровень интеграции, cкомпактная конструкция и наличие нескольких передаточных чисел. Его главный недостаток заключается в том, что он требует совершенно новой разработки, что приводит к относительно более высокой стоимости.
02 Мост с распределенным электроприводом и стратегия вождения
Наиболее примечательной особенностью моста с распределенным электроприводом является отсутствие механического дифференциала. Вместо этого два двигателя независимо приводят в движение левое и правое колеса. При работе в тяжелых дорожных условиях система управления шасси динамически регулирует скорость и крутящий момент каждого колеса и может даже изменить направление вращения колес для достижения поворота на-месте. Во время поворота система управления точно рассчитывает скорость и крутящий момент каждого колеса на основе таких параметров, как скорость автомобиля и угол поворота,-обычно называемый электронным дифференциалом-, обеспечивая плавность поворотов и предотвращая избыточную или недостаточную поворачиваемость.
Вторая ось Tesla Semi — распределенная ведущая.
С точки зрения внешнего вида, распределенныйэлектрическая осьобычно имеет два узла двигателя и трансмиссии, установленные спереди и сзади оси, что делает его похожим на двойной-моторный внешний-приводной мост с электроприводом. Ключевое отличие состоит в том, что распределенная конструкция исключает механический дифференциал. В настоящее время вторая ось тяжелого-электрического грузовика Tesla Semi имеет конфигурацию распределенного электрического ведущего моста. Это решение в значительной степени опирается на передовую автомобильную электронику, линейные системы управления шасси и интеллектуальные технологии вождения.
Три оси Tesla Semi оснащены внешними ведущими мостами (один двигатель).
На выставке коммерческих автомобилей в Ганновере в 2024 году компания TRION исследовала два комплекта электроприводных осей, используемых на Tesla Semi. Вторая ось представляет собой мост с распределенным электроприводом, с двумя двигателями, установленными спереди и сзади, и без механизма переключения. Третья ось представляет собой внешний-электроприводной мост, оснащенный одним двигателем и двух-скоростной трансмиссией. По официальной информации, совокупная пиковая мощность трёх независимых моторов достигает 1000 лошадиных сил.
Стратегия вождения действует следующим образом:
Во время быстрого ускорения все три двигателя на двух ведущих мостах работают одновременно. При полной массе автомобиля 37 тонн грузовик разгоняется с 0 до 96,5 км/ч всего за 20 секунд.
Когда автомобиль достигает скорости 60 км/ч, два двигателя на второй оси (ось с распределенным электроприводом) отключаются, сцепление между трансмиссией и полувалом-отсоединяется, а двигатель на третьей оси (внешняя-ведущая ось с электроприводом) обеспечивает движение на высокой-скорости. Выбор передачи автоматически регулируется в зависимости от скорости и дорожных условий.
Когда требуется быстрое ускорение или крутой подъем на гору, два двигателя на второй оси немедленно включаются-, что позволяет автомобилю преодолевать подъемы с уклоном 5 % на скорости 50–70 км/ч.
Во время движения под уклон все три двигателя регулируют уровень рекуперативного торможения в зависимости от уклона дороги и скорости автомобиля, действуя как тормозная система-замедлитель.
В соответствии с этой стратегией вождения с тремя-двигателями автомобиль потребляет примерно 1,24 кВтч/км при движении со скоростью 105 км/ч и общим весом 37 тонн.
03 Перспективы будущих тенденций развития
Что касается тенденций рынка интегрированных, внешних-навесных и распределенных мостов с электроприводом на ближайшие пять лет, последние события указывают на четкое направление. На примере интегрированных мостов с электроприводом некоторые производители переходят от конструкций с внешним-навесным монтажом к интегрированным решениям. Кроме того, такие компании, как Bosch, вообще отказались от использования внешних-осей с электроприводом и сосредоточились непосредственно на разработке интегрированных приводных мостов с электроприводом.
Эти разработки показывают, что встроенный электрический ведущий мост, вероятно, станет основным решением для тяжелых-электрических грузовиков.
Системы с распределенными электрическими осями в значительной степени основаны на технологии электронного дифференциала и в настоящее время подходят только для некоторых высококлассных-интеллектуальных электрических большегрузных-грузовых автомобилей. Вряд ли они станут мейнстримом в краткосрочной перспективе. Компания TRION считает, что только с полной индустриализацией и широким внедрением интеллектуальных технологий вождения в тяжелых электрических грузовиках решения распределенных мостов с электроприводом постепенно получат более широкое признание.
