Pumbaa 125/250kW Exle E Central para caminhão de lixo elétrico /caminhão aspersor

Os veículos elétricos têm as vantagens de alta eficiência, emissão zero, simpatia ambiental e o estado de controle não serão afetados pelo mundo exterior, e sua participação também está aumentando. Veículos comerciais elétricos também estão surgindo nesse processo. A principal diferença entre veículos elétricos e veículos modernos tradicionais é que o modo de acionamento de veículos elétricos foi alterado para unidade elétrica. O sistema de acionamento elétrico é dividido principalmente em quatro partes: motor de acionamento, transmissão, conversor de energia e controlador. O sistema de acionamento elétrico é o núcleo de todo o novo veículo energético, que afeta diretamente sua economia, segurança, confiabilidade e outro desempenho.

1. Introdução ao sistema de acionamento elétrico  

A estrutura de novos veículos de energia é composta principalmente por sistema de acionamento elétrico, parte do chassi, estrutura corporal e vários dispositivos auxiliares relacionados. Exceto pelo sistema de acionamento elétrico, a função e a composição estrutural do restante das peças são geralmente semelhantes às dos automóveis convencionais, mas algumas peças foram simplificadas, modificadas ou substituídas devido aos diferentes métodos de acionamento selecionados. A composição e o princípio de funcionamento do sistema de acionamento elétrico são mostrados na Figura 1, que podem ser divididos em três partes: módulo auxiliar, módulo de fonte de alimentação a bordo e módulo principal da unidade elétrica.

2. Classificação e características do layout do sistema de acionamento elétrico

• O conjunto central de acionamento elétrico, como mostrado na figura, integra o motor de acionamento à caixa de engrenagens, substituindo o motor e a caixa de engrenagens convencionais, mas ainda requer um eixo de transmissão e um eixo convencional. Em termos de arranjo, é semelhante ao trem de força automotivo tradicional. Além disso, a rota de transmissão é longa, a perda de energia é grande e a eficiência do sistema é baixa; O espaço inferior está ocupado em grandes quantidades, o que dificulta a organização da bateria de energia. Por exemplo, a montagem central de acionamento elétrico do tipo Cetrax produzido pela ZF Friedrichshafen AG na Alemanha, como mostra a Figura 3, é adequado para os arranha-céus e os arranha-céus. Com base em uma abordagem de design "plug-and-drive", o CETRAX pode ser integrado às plataformas atuais de veículos sem grandes alterações no chassi, eixos dianteiros e traseiros ou diferenciais. A saída máxima e o pico de torque são 300 kW e 4 400 nm, respectivamente.

• O transáxle elétrico integrado (eixos paralelos/coaxiais/verticais) é mostrado no diagrama e integra um transáxle convencional com um motor elétrico, que é desacelerado e torso e usado diretamente para acionar as rodas. Economiza o eixo de transmissão anterior, o suporte de suspensão e outras peças, o que reduz o custo de carga baixa; Alta eficiência de transmissão; Ocupa menos espaço e é mais conveniente para o layout de bateria de energia; e menos eficaz em termos de NVH; A massa não suspensa é grande e deslocada, e a manobrabilidade de todo o veículo não é alta. Por exemplo, o eixo de acionamento integrado de duas velocidades do modelo de qt130spe produzido pela Qingte Group Co., Ltd., como mostrado na Figura 5, é adequado para o trator 49T com uma carga nominal de 13 t. O esquema de mudança de borda magnética dupla torna a mudança de marcha suave e a experiência de condução mais agradável. A integração dos sistemas tradicionais libera efetivamente o espaço do chassi e fornece melhor passabilidade.

• Conforme mostrado na figura, o motor altamente integrado, o redutor e o eixo de acionamento tradicional cancelam o eixo de transmissão e o diferencial, e a eficiência da transmissão é alta porque adota a transmissão diferencial eletrônica; E ocupa menos espaço, e o layout da bateria de energia é mais conveniente; No entanto, a massa não suspensa é grande, o que não é bom para o manuseio de todo o veículo, e o controle diferencial eletrônico é difícil. Como mostrado na Figura 7, o tipo de motor adota motor assíncrono, que é aplicado a um barramento de 10 m ~ 18 m, a potência máxima é de 2 × 125 kW, a massa máxima de carga do eixo é de 13 000 kg e seu inversor do controlador não é integrado no eixo, com um mecanismo de desaceleração de dois estágios.

• Como mostrado na Figura 8, a parte do motor na roda é altamente integrada aoeixo de acionamentoA parte [1], e o motor de acionamento aciona diretamente as rodas é a direção futura do desenvolvimento. Esse sistema de acionamento tem a maior eficiência de transmissão e tem as vantagens de peso leve e baixo consumo de energia; A eficiência da recuperação de energia de frenagem é próxima de 100%, mas o custo é alto. Quando o tamanho do motor é grande, há problemas como superaquecimento, desmagnetização e sistema de cadeia industrial e, atualmente, a tecnologia nessa área não é madura. Por exemplo, o eixo de acionamento elétrico na roda produzido pela tração eletrônica da empresa holandesa, como mostra a Figura 9, tem zero emissões, baixo custo de propriedade e uma eficiência de até 94% da bateria para a roda, que é 15% maior que o dos sistemas de acionamento elétrico comum e reduz as peças móveis. O intervalo é aumentado em 20% e o tamanho da bateria é reduzido em 20%. Fácil de manter, baixo ruído, alto conforto e alta redundância, o controle independente de rodas ocupa uma pequena área, alta utilização de espaço e modo de controle flexível, que é adequado para ônibus e caminhões de 12 m ~ 18 m, e possui uma ampla faixa de aplicações.

Atualmente, os tipos comuns de sistemas de acionamento elétrico para novos veículos comerciais de energia são principalmente sistemas de acionamento elétrico integrado central, eixos de acionamento elétrico lateral das rodas e eixos de acionamento elétrico integrado. O eixo de acionamento elétrico coaxial integrado centralmente é usado para caminhões de médio e serviço pesado, além de caminhões basculantes de corpo largo. As transações elétricas do lado da roda são frequentemente usadas em séries de ônibus de mais de 10 m. O eixo de acionamento elétrico integrado é frequentemente usado em caminhões e séries de microônios de 6 m ~ 7 m. O eixo de acionamento elétrico integrado é dividido em três formas: eixo paralelo, eixo coaxial e vertical. Entre eles, o motor de acionamento do eixo vertical integrado do eixo de acionamento elétrico é conectado e acionado pelo eixo de acionamento em um ângulo perpendicular, e o modo de redução da engrenagem hiperboloide é adotado, a razão de velocidade é pequena e a densidade de potência do sistema é baixa. O eixo paralelo é integrado ao eixo do acionamento elétrico, o motor e o eixo de acionamento são dispostos em um estado paralelo e o motor é multi-deslocamento. Principalmente transmissão de engrenagem cilíndrica, proporção de grande velocidade, alta densidade de potência; Devido à grande massa e deslocamento não suspensos, o manuseio e o conforto de todo o veículo são ruins. Os eixos de acionamento elétrico integrado doméstico adotam principalmente o tipo de eixo paralelo.

Comparado com o sistema de acionamento central, o eixo de acionamento elétrico integrado tem um alto grau de integração em termos de motor, redutor, diferencial e eixo; O design e o controle da transmissão automática e a tecnologia de controle do sistema de acionamento elétrico são difíceis; O chassi ocupa um pequeno espaço, e o arranjo da bateria é conveniente; Pode obter alta recuperação de energia, peso leve, 10% ~ 25% menor que o acionamento central, reduzem efetivamente o consumo de energia, alta velocidade do motor, tamanho pequeno e alta densidade de potência. No entanto, o motor e a caixa de câmbio estão sob a suspensão e a massa não suspensa é grande, o que não é propício à melhoria do manuseio e conforto de veículos. É difícil desenvolver design e controle automático de transmissão, tecnologia de controle do sistema de acionamento elétrico e eixos de acionamento de veículos comerciais. O motor e a caixa de engrenagens do sistema de acionamento central estão acima da suspensão e a massa não suspensa é pequena, e o manuseio e o conforto do veículo são altos. É difícil projetar e controlar transmissões automáticas e desenvolver tecnologias de controle para sistemas de acionamento elétrico.

A tendência de desenvolvimento de novos caminhões pesados ​​de energia

Com o desenvolvimento e pesquisa de novos caminhões pesados ​​de energia na indústria, considerando os principais fatores como economia, integração e segurança, combinados com a tendência futura de desenvolvimento de sistemas de acionamento elétrico com leve, alta velocidade, alta eficiência, alta confiabilidade e confiabilidade e Bom NVH, a tendência de desenvolvimento denovos caminhões pesados ​​de energiainclui principalmente os seguintes aspectos.

1) baixo custo de produção e baixo custo de manutenção. No uso diário de novos caminhões pesados ​​energéticos, pilhas de cobrança, manutenção de veículos e duração da bateria exigem uma certa quantidade de investimento de capital. Para garantir os requisitos econômicos, a busca de custos mais baixos e de manutenção é um dos principais objetivos da promoção de novos veículos de energia.

2) Peso corporal leve e modularidade do sistema de controle eletrônico. Quanto maior sua própria massa, maior o consumo de energia da bateria durante a operação. Os sistemas de acionamento elétrico requerem componentes cada vez mais complexos para controlar, e a modularidade é uma maneira de dividir sistemas complexos em módulos melhores gerenciáveis. Embora leves e otimize sua própria estrutura, também é necessário atender aos requisitos de força e melhorar a taxa de utilização das matérias -primas. Torne-o em alta velocidade e reduza o torque do motor; Alta eficiência, reduza o consumo de energia de todo o veículo.

3) Grau de escalada maior e forte desempenho de energia. A energia que um sistema de acionamento elétrico pode fornecer é limitado por fatores como energia motora e tamanho da bateria. Os caminhões pesados ​​têm uma massa mais pesada e uma capacidade de carga mais alta, e geralmente não têm energia ao escalar encostas e más condições da estrada (enlameado, buracos, etc.).

4) baixo consumo de energia e alta confiabilidade. A faixa de cruzeiro é um dos importantes indicadores de desempenho de novos veículos de energia e é particularmente importante na operação de novos caminhões pesados ​​de energia. A quantidade de quilometragem restante e o consumo de energia sob condições complexas da estrada apresentam requisitos mais altos para a confiabilidade. Estudos detalhados do espectro de carga são realizados para identificar componentes consumíveis e aumentar a vida útil do sistema geral. Fortalecer a capacidade da análise de simulação e verificação de teste em condições de trabalho extremas.

5) Boa experiência de condução. Use de alta potência e densidade de torque para obter uma melhor aceleração, condições complexas da estrada, subida e desempenho de ultrapassagem. Otimize o NVH do próprio sistema de acionamento elétrico, para melhorar a qualidade da NVH de todo o veículo.

Conclusão

Para resumir, são introduzidos o princípio de trabalho, a classificação e os produtos específicos da unidade elétrica, e o esquema de configuração e implementação do sistema de acionamento elétrico nesta fase é descrito brevemente. Com o desenvolvimento gradual de veículos elétricos, a atualização e a iteração de produtos de baixo custo melhoraram bastante o desempenho, a eficiência da transmissão e a faixa de cruzeiro, o que tornou a transmissão de várias velocidades a tendência de desenvolvimento do sistema de transmissão de veículos elétricos no futuro. Em termos de veículos elétricos e veículos comerciais, as principais formas de sistemas de acionamento elétrico são eixos de acionamento elétrico lateral da roda, eixos de acionamento elétrico integrado e conjuntos de acionamento elétrico central. Os carros de passageiros usam principalmente eixos de acionamento elétrico da roda, os caminhões usam principalmente eixos de acionamento elétrico integrados ou conjuntos de acionamento central, e caminhões pesados ​​são adequados para a forma de eixos de acionamento elétrico integrado ou conjuntos de acionamento central. Após a comparação, para atender aos requisitos de desempenho mais altos e obter melhores benefícios econômicos, o esquema do sistema de acionamento elétrico usando a configuração geral do motor de alta velocidade e da caixa de engrenagens de várias velocidades está mais alinhado com a tendência futura do desenvolvimento.