С быстрым развитием технологии коммерческих транспортных средств электрическая приводная ос, являющаяся основным компонентом коммерческих транспортных средств новой энергии, ведет глубокую промышленную трансформацию. По сравнению с традиционными топливными приводными системами электрическая приводная ос стала ключевой технологией для электрификации коммерческих транспортных средств с его преимуществами высокой эффективности, защиты окружающей среды и низкого технического обслуживания.

1. Тенденция развития электрической приводной оси

Тенденция интеграции технологий

Современные электрические приводные оси движутся в направлении высокоинтегрированного направления «три в одном» или даже «все в одном», интегрируя несколько компонентов, таких как двигатели, редукторы, дифференциалы, инверторы и т. д. в компактный блок. Эта интегрированная конструкция не только снижает вес системы и повышает эффективность передачи энергии, но и значительно экономит пространство на шасси, предоставляя больше возможностей для конструкции коммерческих транспортных средств.

Развитие высокой мощности и высокого крутящего момента

По мере того как коммерческие электромобили развиваются в направлении тяжелых грузов, потребности в мощности и крутящем моменте электрических приводных ос продолжают расти.

Обновление интеллектуального управления

Современные электрические приводные оси, как правило, оснащены интеллектуальными системами управления, которые могут реализовать такие функции, как распределение векторов крутящего момента, антискользящее управление и оптимизация восстановления энергии.

Улучшенная долговечность и надежность

Благодаря оптимизации конструкции рассеивания тепла, улучшению систем подшипников и использованию высокопрочных материалов срок службы электрических приводных ос нового поколения обычно достигает более 1 миллиона километров.

Стандартизация и модульная конструкция

Промышленность содействует стандартизации электрических приводных ос, и благодаря модульной конструкции может быть достигнута быстрая адаптация различных уровней мощности, снижение затрат на исследования и разработки, улучшение эффектов производственного масштаба и заложение основы для крупномасштабных коммерческих приложений.

2. Основные части электрических приводных ос

Двигатель привода

Как сердце электрических приводных ос, приводные двигатели коммерческих транспортных средств обычно используют синхронные двигатели с постоянным магнитом (PMSM) или асинхронные индукционные двигатели (IM). Конструкция двигателя должна уделять особое внимание рассеиванию тепла, а двумя общими методами охлаждения являются охлаждение водой и охлаждение маслом.

Редуктор и дифференциал

Электрическая приводная ос принимает многоступенчатую конструкцию редукции для преобразования высокой скорости двигателя в крутящий момент, необходимый колесу. В отличие от традиционных дифференциалов, некоторые электрические приводные оси используют электронные дифференциальные решения для достижения более точного распределения крутящего момента, независимо управляя двигателями с обеих сторон. Материалы передач в основном изготовлены из высокопрочной сплавной стали, а специальные процессы тепловой обработки используются для повышения долговечности.

Инвертор и система управления

Инвертор преобразует постоянное питание батареи в трехфазное переменное питание, требуемое двигателем, а производительность его модуля питания IGBT напрямую влияет на эффективность системы. Современные инверторы электрической приводной оси интегрированы вблизи или внутри корпуса моста, чтобы сократить линию высокого напряжения и уменьшить потери энергии. Система управления отвечает за управление двигателем, восстановление энергии, диагностику неисправностей и другие функции.

Система восстановления тормозной энергии

Регенеративная тормозная система, интегрированная в электрическую приводную ос, может преобразовать тормозную энергию в электрическую энергию и перезаряжать ее обратно в аккумулятор, что может увеличить дальность движения на 15-25% в городских условиях. Система должна точно координировать сотрудничество между механическим тормозом и электрическим тормозом, чтобы обеспечить эффективность тормоза и комфорт.

Система управления теплом

Высокомощные электрические приводные оси требуют эффективной системы управления теплом для поддержания подходящей рабочей температуры.

Подшипник и герметическая система

Электрические подшипники приводных ос должны выдерживать высокий крутящий момент и сложные нагрузки, и в основном используют коничные роликовые подшипники или специально спроектированные глубокие шариковые подшипники. Система уплотнения предотвращает утечку смазочных материалов и внешние загрязнители, что имеет решающее значение для долгосрочной надежности электрической приводной оси.

3. Ценность, которую электрические приводные оси приносят коммерческим транспортным средствам

Значительно повысить энергоэффективность

Эффективность преобразования энергии электрических приводных ос может достигать более 85%, что намного выше, чем 40% традиционных дизельных транспортных средств. Устранив промежуточные звена, такие как приводные валы и сцепления, снижаются потери механической энергии. По оценкам, после того, как электрические грузовики принимают электрические приводные оси, затраты на потребление энергии на 100 километров могут быть снижены более чем на 60% по сравнению с дизельными транспортными средствами.

Снижение затрат на весь жизненный цикл

Хотя первоначальная стоимость покупки электрической приводной оси высока, ее потребности в техническом обслуживании крайне низки, что исключает необходимость в регулярных заменных предметах, таких как масло и фильтры. Двигатель имеет простую структуру и несколько точек сбоя, что может значительно снизить затраты на обслуживание и время простоя. В долгосрочной перспективе общая стоимость владения (TCO) всего жизненного цикла имеет очевидные преимущества.

Улучшение производительности вождения и управления

Электрическая приводная ос может достичь мгновенного максимального выхода крутящего момента и значительно улучшить производительность ускорения транспортного средства. Конструкция с низким центром тяжести улучшает стабильность транспортного средства, в то время как точный контроль крутящего момента повышает способность проходить в суровых дорожных условиях. Двигатель работает тихо, значительно улучшая рабочую среду водителя.

Поддержка развития интеллекта и сетей

Как основной исполнительный компонент электрических коммерческих транспортных средств, электрическая приводная ос может прекрасно сотрудничать с передовой системой помощи водителю ADAS для достижения точного контроля крутящего момента. Его богатый интерфейс данных также обеспечивает основу для интеллектуальных сетевых функций, таких как удаленный мониторинг и прогнозное обслуживание.

Помощь в зеленой и низкоуглеродной трансформации

Чистый электрический привод обеспечивает нулевые выбросы хвостового газа, а водородные топливные элементы с электрическими приводными осями выделяют только воду. По мере увеличения доли производства возобновляемых источников энергии углеродный след коммерческих транспортных средств с электрическими приводными осями будет дальше сокращаться, что является ключевым техническим путем для транспортной отрасли для достижения цели "двойного углерода".

Создание новой бизнес-модели

Низкие характеристики эксплуатации и обслуживания электрической приводной оси поддерживают более длительное время работы, а режим замены батареи может удовлетворять высокочастотные коммерческие потребности. Его точные данные о потреблении энергии также дают логистическим компаниям новое измерение для оптимизации управления транспортом и содействия развитию умной логистики.

4. Проблемы и перспективы

Хотя технология электрической приводной оси быстро развивалась, она по-прежнему сталкивается с некоторыми проблемами: проблемами теплового управления при высокой нагрузке, адаптацией к экстремальным условиям и высокими первоначальными инвестиционными затратами. В будущем с применением силовых устройств карбида кремния, разработкой новых технологий охлаждения и содействием крупномасштабному производству эти проблемы будут постепенно преодолеваться.

Ожидается, что к 2030 году электрические приводные оси станут основной конфигурацией средних и легких коммерческих транспортных средств, а также займут важную долю рынка в области тяжелых коммерческих транспортных средств. Глубокая интеграция с технологиями автономного вождения и сетевых технологий транспортных средств еще больше повысит эксплуатационную эффективность и безопасность коммерческих транспортных средств с электрическими приводными осями.

Электрическая приводная ос для коммерческих транспортных средств является не только электрифицированной заменой традиционной приводной системы, но и всеобъемлющей технологической модернизацией. Он переопределяет режим вождения коммерческих транспортных средств с более высокой эффективностью, меньшими выбросами и более умным управлением. С технологическим прогрессом и улучшенной инфраструктурой электрическая приводная ос приведет всю промышленность коммерческих транспортных средств к более эффективному, чистому и умному будущему, обеспечивая сильную движущую силу для устойчивого развития глобального транспорта.