Nyligen i artikeln"Hur man väljer en elektrisk drivaxel för elektriska tunga-lastbilar"publicerad av TRION, kommenterade en läsare:"Använd inte elektriska axlar på byggarbetsplatser."Den här kommentaren väckte en ny diskussion: Vilka tillämpningsscenarier är lämpligare för elektriska tunga-lastbilar att använda ene axelsystem?
För att ta itu med denna fråga har TRION granskat de huvudsakliga tillämpningsscenarierna för elektriska tunga-lastbilar och analyserat hur de tekniska egenskaperna för dessa scenarier stämmer överens med konfigurationen och prestandan hoselektriska lastbilsaxlar. Den här artikeln syftar till att ge referensvägledning för användare när de väljer och använder lastbilsdrivaxlar.
01 Drive Modes of Electric Heavy-Tunglastbilar: fördelar och nackdelar
För närvarande använder elektriska tunga-lastbilar huvudsakligen två körlägen.
1. Centralenhet
I en central drivkonfiguration är motor och transmission (drivlina) installerade i mitten av ramen och anslutna till drivaxeln via en drivaxel. Den här layouten överensstämmer med den för traditionella-bränsledrivna fordon.
Fördelar:
Central drivning erbjuder hög tillförlitlighet och låg kostnad. Komponenter som drivaxel, bakaxel och fjädring delas med konventionella bränslefordon. Eftersom dessa delar är mass-tillverkade och standardiserade, har verktygskostnaderna redan skrivits av, vilket resulterat i lägre inköpskostnader. Dessutom är motorn och transmissionen monterade i mitten av ramen med hjälp av fyra-upphängning, vilket hjälper till att minska skador från stötar och vibrationer.
I elektriska tunga-lastbilar med centraliserad drivning är motorn och växellådan installerade i mitten av chassit.
Nackdelar:
Den här konfigurationen tar upp internt ramutrymme, vilket gör det svårt att ordna under-batterier och begränsar batterikapacitetsexpansionen. Det involverar också många komponenter och låg integration, vilket är ogynnsamt för fordonets totala lättvikt. Dessutom är kraftöverföringen beroende av drivaxeln, och energiförlust uppstår vid varje kardanknut, vilket resulterar i lägre transmissionseffektivitet och relativt högre energiförbrukning.
2. Elektrisk drivaxel
I denna konfiguration är motorn och transmissionen integrerade direkt i drivaxeln, vilket resulterar i en kompakt struktur och hög transmissionseffektivitet.
Tesla Semi-elektrisk tung-lastbils elektriska drivaxelkonfiguration: 2 drivaxlar + 3 elmotorer
TRION anser att det största värdet av den elektriska axeln ligger i dess förmåga att i grunden förändra den traditionella layouten för kommersiella fordon, vilket gör den övergripande strukturen mer strömlinjeformad. Den tillåter fullt utnyttjande av ramens insida för under-monterad batteriinstallation, vilket sänker fordonets tyngdpunkt och förbättrar köregenskaperna.En annan fördel är minskad vikt, vilket bidrar till den totala lättvikten för fordonet-en särskilt viktig faktor för elektriska tunga-lastbilar. En tredje fördel är lägre energiförlust, vilket direkt minskar fordonets totala energiförbrukning.
Dock,EV axlarkräver helt nya konstruktioner, som involverar många präglingsformar, gjutformar, såväl som fixturer och mätare för produktion och montering. Dessutom förblir den nuvarande installationshastigheten låg (enligt TRIONs uppskattningar, mindre än 10 % av elektriska tunga-lastbilar), vilket resulterar i relativt höga kostnader för EV-axelsatser. När användningen fortsätter att öka förväntas kostnaden för elektriska drivaxlar gradvis återgå till en mer rimlig nivå.
Den elektriska drivaxeln kräver en helt ny design, vilket resulterar i låg produktionsvolym och högre kostnader.
02 Tillämpningsscenarier och lämplighet för elektriska drivaxlar
En 8x4 elektrisk dumper för teknik- och transportscenarier, som arbetar under tuffa körförhållanden.
1. Tekniska transportscenarier
Typiska fordon inkluderar 8×4 elektriska dumprar, 8×4 elektriska betongblandare och elektriska gruvtruckar. Vägförhållandena inom tekniska transporter inkluderar ofta grusvägar, grusvägar, cementvägar och asfaltvägar. I vissa regioner är elektriska dumper och gruvlastbilar ofta överbelastade, vilket orsakar allvarliga vägskador. Smuts och grusvägar kan utveckla djupa hjulspår, vilket ökar risken för att den lägsta punkten på lastbilens drivaxel slår i marken.
Eftersom motorn och transmissionen på elektriska drivaxlar vanligtvis använder aluminiumhöljen, kan stötar med hårda föremål lätt orsaka skador på höljet, vilket leder till byte av motor eller transmission och avsevärt högre underhållskostnader. Dessutom är den elektriska axeln monterad under fjädringen som en del av den ofjädrade massan, vilket kan öka stötbelastningar som överförs till ramen och hytten vid körning på ojämna vägar.
TRIONs rekommendation:
Elektriska tunga-lastbilar som används under tuffa tekniska transportförhållanden är i allmänhet inte väl lämpade för elektriska drivaxlar.
Motor- och växellådshusen är gjorda av aluminiumlegering, som lätt skadas om den träffas av hårda föremål.
2. Resurs-baserade transportscenarier
Denna kategori omfattar främst transporter av sand, grus, kol och malm. Vägförhållandena består vanligtvis av ojämna ytor på lastgårdar, provinsvägar, nationella motorvägar och motorvägar. Gårdsvägar har vanligtvis lokala gropar snarare än djupa hjulspår, och det är osannolikt att den lägsta punkten på den elektriska lastbilens axel kommer i kontakt med marken.
För närvarande används 6×4 elektriska tunga-lastbilar huvudsakligen i resursbaserade-transporter, med enstaka-laddningsintervall i allmänhet inom 220 kilometer. Om användarna prioriterar låga inköpskostnader, har begränsad årlig körsträcka och är mindre känsliga för energiförbrukning, kan en central drivlösning vara tillräcklig. För långa årliga körsträckor och högre effektivitetskrav rekommenderas dock ett e-axelsystem.
TRION föreslår:
När du väljer lastbilar med stor-kapacitet för tunga-lastbilar för resurstransport, bör markfrigången för den elektriska drivaxeln överstiga 260 mm;
Motor- och transmissionshöljen bör använda stålmaterial för att minska risken för sprickbildning vid stötar;
Växellådan bör ha 3 eller 4 växlar för att hantera start, acceleration, branta stigningar och höghastighetsdrift;
Den elektriska axeln bör vara utrustad med ett kraftuttagsgränssnitt. Dumper som används för sand- och grustransport kräver en hydraulpump som drivs via kraftuttag för att manövrera tippmekanismen.
Den elektriska drivaxeln har en markfrigång på mer än 260 mm, och huset är tillverkat av gjutet stål och har ett kraftuttag-gränssnitt.
3. Scenarier för express- och pakettransport
För att ytterligare minska driftskostnaderna har många express- och paketlogistikföretag ersatt rutter inom 400 kilometer med elektriska tunga-lastbilar. Enligt TRIONs forskning lägger dessa operatörer stor vikt vid energiförbrukning. Om ett fordon färdas mer än 250 000 kilometer per år och den genomsnittliga energiförbrukningen minskar från 1,6 kWh/km till 1,3 kWh/km, kan elkostnaderna minskas med cirka 60 000 yuan, under antagande av ett genomsnittligt elpris på 0,8 yuan/kWh.
Elektriska tunga-lastbilar som används för expressleveranser och godstransporter använder ett batteri-i-den-bottenlayouten i kombination med en elektrisk drivaxel.
Express- och pakettransporter sker helt på motorvägar, vilket gör det till det mest lämpliga applikationsscenariot för elektriska drivaxlar. TRION rekommenderar följande konfigurationer:
Fordonet bör anta en strategi för flera-motorer. Till exempel att installera tre eller fyra motorer över två drivaxlar. Under start och acceleration fungerar två motorer; under hög-cruising fungerar en eller två motorer för optimal effektivitet; under klättring ger alla motorer maximal effekt; och under nedförskörning utför flera motorer regenerativ bromsning, med bromskraft som når upp till 48 % av maximal effekt för att garantera säkerheten.
Illustration: Den elektriska tunga-lastbilen använder två elektriska drivaxlar och tre motorer, med en strategi för flera-motorer.
Expressways har vanligtvis maximala lutningar på cirka 5 %, så en 2-växlad växellåda är tillräcklig, utan behov av 3- eller 4-växlad design.
För att eftersträva lättviktsdesign rekommenderas aluminiumhöljen för motorer och transmissioner.
För att minska stötar och vibrationer som överförs till ramen och hytten, och för att förbättra tillförlitligheten och livslängden för den elektriska drivaxeln, rekommenderas bakre luftfjädring och breda-basmedium-däck.
Slutsats
TRION tror att elektriska axlar representerar den framtida utvecklingsriktningen för elektriska tunga-lastbilar. Användare bör välja konfiguration och prestanda för elektriska drivaxlar baserat på deras faktiska tillämpningsscenarier. När installationsgraden fortsätter att stiga,EV axelkostnaderna kommer gradvis att minska. Ur ett totalkostnadsperspektiv (TCO), när den årliga körsträckan överstiger 150 000 kilometer, är de energibesparande fördelarna med-elektriska lastbilsaxlarbli betydande, vilket gör att den ursprungliga prisskillnaden kan återvinnas inom ett till två år.
