Nedávno v článku"Jak vybrat elektrickou hnací nápravu pro elektrická těžká-nákladní vozidla"vydal TRION, čtenář poznamenal:"Na stavbách nepoužívejte elektrické nápravy."Tento komentář vyvolal novou diskusi: Které scénáře použití jsou vhodnější pro elektrická těžká-nákladní vozidla k použitíe nápravový systém?
K vyřešení této otázky TRION zkontroloval hlavní aplikační scénáře elektrických těžkých-nákladních vozidel a analyzoval, jak se technické charakteristiky těchto scénářů shodují s konfigurací a výkonemelektrické nápravy nákladních automobilů. Tento článek si klade za cíl poskytnout referenční pokyny pro uživatele při výběru a použití hnacích náprav nákladních vozidel.
01 jízdních režimů elektrických těžkých-nákladních vozidel: výhody a nevýhody
V současné době používají elektrická-nákladní vozidla převážně dva režimy pohonu.
1. Centrální pohon
V konfiguraci centrálního pohonu jsou motor a převodovka (hnací ústrojí) instalovány uprostřed rámu a připojeny k hnací nápravě prostřednictvím hnacího hřídele. Toto uspořádání je v souladu s uspořádáním tradičních vozidel poháněných palivem-.
výhody:
Centrální pohon nabízí vysokou spolehlivost a nízkou cenu. Komponenty jako hnací hřídel, zadní náprava a odpružení jsou sdíleny s konvenčními vozy. Protože se tyto díly vyrábí hromadně-a standardizované, náklady na nástroje již byly odepsány, což má za následek nižší pořizovací náklady. Kromě toho jsou motor a převodovka namontovány ve středu rámu pomocí čtyř{4}}bodového zavěšení, což pomáhá snižovat poškození způsobené nárazy a vibracemi.
U elektrických-nákladních vozidel s centrálním pohonem jsou motor a převodovka instalovány uprostřed podvozku.
Nevýhody:
Tato konfigurace zabírá vnitřní prostor rámu, takže je obtížné uspořádat pod-namontované baterie a omezuje rozšíření kapacity baterie. Zahrnuje také mnoho komponent a nízkou integraci, což je nepříznivé pro celkové odlehčení vozidla. Přenos výkonu se navíc opírá o hnací hřídel a ke ztrátám energie dochází u každého kardanového kloubu, což má za následek nižší účinnost převodu a relativně vyšší spotřebu energie.
2. Elektrická hnací náprava
V této konfiguraci jsou motor a převodovka integrovány přímo do hnací nápravy, což má za následek kompaktní konstrukci a vysokou účinnost převodu.
Elektrické těžké-nákladní vozidlo Tesla Semi konfigurace elektrické hnací nápravy: 2 hnací nápravy + 3 elektromotory
TRION věří, že největší hodnota elektrické nápravy spočívá v její schopnosti zásadně změnit tradiční uspořádání užitkových vozidel, čímž je celková konstrukce efektivnější. Umožňuje plné využití vnitřku rámu pro pod-instalaci baterie, čímž se snižuje těžiště vozidla a zlepšuje se jízdní vlastnosti.Další výhodou je nižší hmotnost, která přispívá k celkovému odlehčení vozidla,-což je zvláště důležitý faktor u elektrických těžkých-nákladních vozidel. Třetí výhodou jsou nižší energetické ztráty, které přímo snižují celkovou spotřebu energie vozidla.
Však,EV nápravyvyžadují zcela nové konstrukce, zahrnující četné lisovací nástroje, odlévací formy, stejně jako přípravky a měřidla pro výrobu a montáž. Současná míra instalace navíc zůstává nízká (podle odhadů společnosti TRION méně než 10 % elektrických těžkých-nákladních vozidel), což má za následek relativně vysoké náklady na sady náprav pro elektromobily. Očekává se, že s rostoucím zaváděním se náklady na elektrické hnací nápravy postupně vrátí na rozumnější úroveň.
Elektrická hnací náprava vyžaduje zcela novou konstrukci, což má za následek nízký objem výroby a vyšší náklady.
02 Aplikační scénáře a vhodnost elektrických hnacích náprav
Elektrický sklápěč 8x4 pro strojírenství a přepravu, provozovaný v náročných jízdních podmínkách.
1. Scénáře strojírenské dopravy
Mezi typická vozidla patří elektrické sklápěče 8×4, elektrické míchačky betonu 8×4 a elektrické důlní vozíky. Silniční podmínky ve strojírenské dopravě často zahrnují polní cesty, štěrkové cesty, cementové cesty a asfaltové cesty. V některých regionech jsou elektrické sklápěče a důlní vozíky často přetěžovány, což způsobuje vážné poškození silnic. Na prašných a štěrkových cestách se mohou vytvořit hluboké vyjeté koleje, což zvyšuje riziko nárazu nejnižšího bodu hnací nápravy nákladního vozidla do země.
Protože motor a převodovka na elektrických hnacích nápravách obvykle používají hliníkové skříně, nárazy s tvrdými předměty mohou snadno způsobit poškození skříně, což vede k výměně motoru nebo převodovky a výrazně vyšším nákladům na údržbu. Elektrická náprava je navíc namontována pod zavěšením jako součást neodpružené hmoty, což může zvýšit rázové zatížení přenášené na rám a kabinu při provozu na nerovných vozovkách.
Doporučení TRION:
Elektrická těžká-nákladní vozidla používaná v náročných podmínkách strojírenské dopravy se obecně pro elektrické hnací nápravy příliš nehodí.
Skříně motoru a převodovky jsou vyrobeny z hliníkové slitiny, která se snadno poškodí při nárazu tvrdými předměty.
2. Dopravní scénáře-založené na zdrojích
Do této kategorie patří především přeprava písku, štěrku, uhlí a rudy. Stav vozovek se obvykle skládá z nerovných povrchů na nákladištích, provinčních silnicích, národních dálnicích a rychlostních silnicích. Dvorní cesty mají obvykle spíše lokalizované výmoly než hluboké vyjeté koleje a je nepravděpodobné, že by se nejnižší bod nápravy elektrického nákladního vozidla dotýkal země.
V současné době se elektrická těžká-nákladní vozidla s pohonem 6×4 používají hlavně v přepravě zdrojů-s dojezdem na jedno-nabití obecně do 220 kilometrů. Pokud uživatelé upřednostňují nízké pořizovací náklady, mají omezený roční počet najetých kilometrů a jsou méně citliví na spotřebu energie, může být řešení centrálního pohonu dostačující. Pro vysoký roční kilometrový nájezd a vyšší požadavky na účinnost se však doporučuje systém e nápravy.
TRION navrhuje:
Při výběru velkokapacitních{0}}elektrických těžkých-nákladních vozidel pro přepravu surovin by světlá výška elektrické hnací nápravy měla přesáhnout 260 mm;
Skříně motoru a převodovky by měly používat ocelové materiály, aby se snížilo riziko prasknutí při nárazu;
Převodovka by měla nabízet 3 nebo 4 rychlostní stupně, aby zvládla rozjezd, zrychlení, prudké stoupání a provoz ve vysokých-rychlostech;
Elektrická náprava by měla být vybavena rozhraním PTO. Sklápěče používané pro přepravu písku a štěrku vyžadují k ovládání sklápěcího mechanismu hydraulické čerpadlo poháněné přes PTO.
Elektrická hnací náprava má světlou výšku více než 260 mm a skříň je vyrobena z ocelolitiny a má rozhraní-vývodového hřídele.
3. Scénáře expresní a balíkové přepravy
V zájmu dalšího snížení provozních nákladů nahradilo mnoho expresních a balíkových logistických společností trasy do 400 kilometrů elektrickými těžkými-nákladními vozy. Podle výzkumu TRION kladou tito provozovatelé velký důraz na spotřebu energie. Pokud vozidlo najede více než 250 000 kilometrů za rok a průměrná spotřeba energie klesne z 1,6 kWh/km na 1,3 kWh/km, lze náklady na elektřinu snížit přibližně o 60 000 juanů, za předpokladu průměrné ceny elektřiny 0,8 juanů/kWh.
Elektrická těžká-nákladní vozidla používaná pro expresní doručování a nákladní dopravu využívají baterii-v--spodním uspořádání v kombinaci s elektrickou hnací nápravou.
Expresní a balíková přeprava probíhá výhradně po rychlostních komunikacích, což z ní činí nejvhodnější scénář použití pro elektrické hnací nápravy. TRION doporučuje následující konfigurace:
Vozidlo by mělo využívat strategii pohonu s více{0}}motory. Například instalace tří nebo čtyř motorů napříč dvěma hnacími nápravami. Během startování a akcelerace pracují dva motory; při vysoké-rychlostní jízdě pracuje jeden nebo dva motory pro optimální účinnost; během stoupání poskytují všechny motory maximální výkon; a při jízdě z kopce několik motorů provádí regenerativní brzdění, přičemž brzdná síla dosahuje až 48 % maximálního výkonu, aby byla zajištěna bezpečnost.
Ilustrace: Elektrický těžký-nákladní automobil využívá dvě elektrické hnací nápravy a tři motory a využívá strategii více-motorového pohonu.
Rychlostní silnice mají obvykle maximální sklon kolem 5 %, takže 2-rychlostní převodovka je dostačující, bez potřeby 3- nebo 4-rychlostních provedení.
Pro dosažení lehké konstrukce se pro motory a převodovky doporučují skříně z hliníkové slitiny.
Ke snížení nárazů a vibrací přenášených na rám a kabinu a ke zlepšení spolehlivosti a životnosti elektrické hnací nápravy se doporučuje zadní vzduchové odpružení a široké -středně natlakované- pneumatiky.
Závěr
TRION věří, že elektrické nápravy představují budoucí směr vývoje elektrických těžkých-nákladních vozidel. Uživatelé by si měli vybrat konfiguraci a výkon elektrických hnacích náprav na základě jejich skutečných aplikačních scénářů. Vzhledem k tomu, že počty instalací stále rostou,EV nápravanáklady budou postupně klesat. Z pohledu celkových nákladů na vlastnictví (TCO), kdy roční nájezd překročí 150 000 kilometrů, jsou výhody-úspory energieelektrické nápravy nákladních automobilůse stanou významnými, což umožní získat zpět počáteční cenový rozdíl během jednoho až dvou let.
