Nový design elektrické hnací nápravy užitkových vozidel Energy:
Srovnání mezi jednomotorovými-a dvou{1}}motorovými řešeními
Analýza konstrukce elektrické hnací nápravy
1.1 Přehled
V oblasti nových energetických užitkových vozidel, centralizovanéelektrické hnací nápravyse postupně staly hlavním proudem průmyslu díky vysoké úrovni integrace, lehké konstrukci a vysoké účinnosti. Konstrukce elektrické hnací nápravy však musí komplexně zohledňovat různé provozní podmínky, včetně nízkého-rozjezdu-rozjezdu, vysoké-rychlosti jízdy a stoupání.
Tento článek si klade za cíl podrobně prozkoumat technické cesty návrhu elektrické hnací nápravy pomocí konfigurace reduktoru, řešení s jedním-motorem a řešení se dvěma{1}motory jako klíčových vstupních bodů pro systematickou analýzu.
1.2 Základní aspekty návrhu reduktoru
V konstrukci elektrické hnací nápravy pro nová energetická užitková vozidla hraje reduktor rozhodující roli a je často považován za „převodový uzel“ celého systému. Jeho konstrukce ovlivňuje nejen účinnost přenosu výkonu, ale také přímo ovlivňuje celkovou spotřebu energie vozidla.
Design reduktoru definují tři základní aspekty. Za prvé, výběr počtu redukčních stupňů je zásadní a musí být flexibilně přizpůsoben konkrétním provozním podmínkám vozidla. Dvou{2}}stupňové redukce se staly ideální volbou pro konvenční aplikace-jako jsou městská logistická vozidla-kvůli vysoké účinnosti přenosu 95 %–96 %, jednoduché konstrukci a krátké dráze přenosu energie. Ve srovnání s převodovkami s planetovými nosiči vykazují dvou-stupňové redukční struktury obecně vyšší účinnost v aplikacích s elektrickým pohonem náprav.
Více{0}}stupňové redukce, jako jsou tří-nebo čtyř{2}}stupňové provedení, obvykle vykazují mírně nižší účinnost přenosu, která se pohybuje od 92 % do 95 %, a mají složitější struktury. Mohou však poskytnout vyšší redukční poměry pro splnění požadavků specializovaných aplikací. Kromě toho v kombinaci s více-konstrukcí reduktoru otáček lze vysoce{8}}výkonný provozní rozsah motoru dále rozšířit. Například při stoupání nízkou-rychlostí větší redukční poměr zvyšuje výkon točivého momentu, zatímco při jízdě vysokou{11}}rychlostí lze pro snížení spotřeby energie zvolit menší poměr.
1.3 Analýza jednomotorových-řešení
Konstrukce s jedním-motorem, vyznačující se konstrukční jednoduchostí a nákladovou efektivitou, jsou široce používány v aplikacích lehkých užitkových vozidel. Toto řešení je vhodné především pro provozní scénáře, jako je městská logistika a distribuce na krátké-vzdálenosti, kde požadavky na špičkový výkon obecně nepřesahují 150 kW.
Systémy s jedním{0}motorem obvykle splňují požadavky na rychlost vozidla v rozsahu 0–80 km/h. Například elektrický pohonný systém BYD T3 vybavený motorem o výkonu 100 kW dosahuje dojezdu podle NEDC přibližně 300 km.
Pokud jde o výběr poměru rychlosti reduktoru, jednostupňové redukční poměry obvykle spadají do rozsahu 8–12. Například lehká-elektrická hnací náprava TR úspěšně vyvažuje schopnost stoupání (přes 20 %) a vysokou-efektivitu rychlosti a dosahuje účinnosti systému přes 92 %. V kombinaci s více-reduktory rychlosti mohou řešení s jedním-motorem dodávat vysoký točivý moment při nízkých rychlostech pro stoupání a rozjezd při velkém{10}}zátěži- při zachování vysoké účinnosti při cestovní rychlosti. Tento přístup rozšiřuje provozní rozsah elektrické hnací nápravy a optimalizuje výkon v podmínkách nízké- i vysoké{14}}rychlosti.
Problémy však přetrvávají, včetně dočasného přerušení napájení během řazení a složitosti koordinace mechanismů řazení s ovládáním diferenciálu.
1.4 Charakteristiky dvou-motorových řešení
Konstrukce dvou-motorů umožňuje vynikající výkon za různých provozních podmínek prostřednictvím strategií dělení výkonu nebo vektorování točivého momentu. Přinášejí však také výzvy související se složitostí systému a řízením nákladů.
Při nízkých-otáčkách lze ke snížení spotřeby energie použít jeden motor s vysokým redukčním poměrem. Za podmínek vysokého-zátěže pracují dva motory paralelně, aby poskytovaly vysoký výkon, což výrazně zlepšuje zrychlení a výkon{3}}zvládání zátěže.
Vysoce přesné kodéry s úhlovým rozlišením ±0,1 stupně v kombinaci s koordinovanými řídicími algoritmy zajišťují vyvážené rozdělení točivého momentu mezi dva motory a účinně zabraňují nerovnoměrnému opotřebení pneumatik. Kromě toho má mazací systém dvouokruhový design, který zajišťuje nezávislý odvod tepla pro každou převodovku a zajišťuje dlouhodobou-stabilitu a spolehlivost systému elektrické hnací nápravy.
Shrnutí
Technický výběr centralizovaných elektrických hnacích náprav se liší v závislosti na scénářích použití. Jedno{1}}motorová řešení se svou kompaktní konstrukcí a ekonomickými výhodami jsou vhodná pro lehká-užitková vozidla. Řešení se dvěma-motory nabízí vyšší hustotu výkonu a výkon, díky čemuž jsou ideální pro aplikace s vysokou-zátěží nebo s vysokým-výkonem.
Pokud jde o budoucnost, neustálé technologické inovace dále zvýší efektivitu, spolehlivost a přizpůsobivostelektrické hnací nápravy, což urychluje pokrok nových energetických užitkových vozidel směrem k vyšším úrovním elektrifikace.
