Eix elèctric integrat de 130/286 kW per a camions de sanejament elèctrics/camions pesants/tractors

Models d'adaptació d'un sol eix: camions de sanejament de 18 tones, camions

Models d'adaptació de doble eix: tractor 6 * 4 / 8 * 4

Adoptar el sistema internacional avançat de gestió del desenvolupament de productes PLM

Durant diversos mesos, mitjançant un desenvolupament completament avançat

Conté 13 punts de revisió de control i 96 lliuraments principals

Amb el ràpid desenvolupament de la tecnologia dels vehicles elèctrics (VE), l'eix motriu elèctric, com a component bàsic per a la transmissió de potència, té un impacte directe en l'eficiència i el rendiment del vehicle. Aquest article se centra en l'anàlisi estructural dels eixos motrius elèctrics, explorant els components clau i les característiques tècniques.

L'estructura central d'un eix motriu elèctric integra quatre elements: "motor de transmissió + sistema de transmissió + diferencial + semieix". A diferència dels eixos tradicionals dels vehicles de combustible, el seu motor de transmissió normalment utilitza un motor síncron d'imants permanents (PMSM), acoblat directament amb un reductor (monoetapa/multietapa) i un diferencial, eliminant embragatges i caixes de canvis. Això simplifica la cadena de transmissió; per exemple, un disseny integrat típic de "motor-reductor-diferencial" escurça la longitud axial en un 30%, redueix el pes en un 15% i millora l'eficiència de la transmissió a més del 96%.

L'alleugeriment i la gestió tèrmica són innovacions crítiques. Les carcasses d'aliatge d'alumini substitueixen la fosa tradicional, combinades amb canals de refrigeració líquida/aire per suprimir la calor del motor i el reductor. Els semieixos utilitzen acer d'alta resistència o compostos de fibra de carboni, cosa que redueix la massa no suspesa alhora que garanteix la transmissió del parell i millora la maniobrabilitat del vehicle.

(Estructura externa de l'eix d'accionament elèctric)

En resum, l'estructura integrada, lleugera i d'alta eficiència dels eixos motrius elèctrics és un factor tècnic clau per ampliar l'autonomia dels vehicles elèctrics i millorar el rendiment.

El valor profund del disseny integrat: avenços en la modularització i l'estandardització

La integració "tres en un" (motor-reductor-diferencial) dels eixos motrius elèctrics no és simplement un apilament físic de components, sinó que aconsegueix una optimització sinèrgica de la funció i l'espai mitjançant el disseny d'arquitectura modular. En els eixos tradicionals, els motors, els reductors i els diferencials són subministrats per proveïdors separats, cosa que requereix un ampli desenvolupament personalitzat per a la coincidència d'interfícies. En canvi, els eixos motrius elèctrics integren múltiples components en un únic mòdul funcional unificant els eixos de transmissió de parell, estandarditzant els forats de muntatge i alineant les interfícies de refrigeració. Prenguem com a exemple una solució produïda en massa d'un fabricant d'automòbils líder: el seu eix motriu elèctric adopta un procés integrat de fosa a pressió per a la carcassa de l'estator-rotor-reductor, reduint el temps de muntatge de diversos components de 3 hores a 20 minuts alhora que redueix el pes dels components de connexió en un 12%. Aquesta innovació proporciona un suport crític per a l'alleugeriment del vehicle i el control de costos.

(Motor intern de l'eix d'accionament elèctric)

Sistema de transmissió: un salt tecnològic de la "transferència de potència" a l'"optimització energètica"

Més enllà de la integració, la millora de l'eficiència de la transmissió de l'eix motriu elèctric depèn de l'optimització microestructural. Prenguem el reductor com a exemple: les solucions convencionals utilitzen una combinació d'engranatges helicoïdals + conjunt d'engranatges planetaris. En comparació amb els engranatges rectes, els engranatges helicoïdals augmenten l'àrea de contacte de la superfície de les dents en un 20%. Combinats amb tecnologies de modificació del perfil de les dents a nivell micromètric (per exemple, modificació en forma de tambor, arrodoniment de l'extrem de les dents), el soroll d'engranament es redueix en 5 dB i la pèrdua de transmissió es redueix entre un 3% i un 5%. Per als conjunts d'engranatges planetaris, l'optimització de la coincidència del mòdul i l'angle de pressió entre l'engranatge solar i els engranatges planetaris augmenta el coeficient de repartiment de càrrega per sota d'1,1 (enfront d'aproximadament 1,3 per als diferencials tradicionals de vehicles de combustible), garantint una distribució uniforme de l'estrès entre els engranatges i allargant la vida útil. A més, les solucions d'alta gamma introdueixen un disseny de "motor refrigerat per oli + reductor submergit", on l'oli lubricant gestiona simultàniament el refredament del bobinatge del motor i la lubricació dels engranatges. Això elimina les pèrdues d'eficiència dels sistemes tradicionals de refrigeració dividida, cosa que eleva l'eficiència de la transmissió més enllà del 97%.

(Diagrama de l'estructura interna de l'eix d'accionament elèctric)

Gestió tèrmica intel·ligent: regulació dinàmica per a un rendiment complet en escenaris

Per abordar les necessitats de gestió tèrmica en tots els escenaris de funcionament dels vehicles elèctrics (acceleració ràpida, velocitat constant i frenada), els eixos motrius elèctrics de nova generació estan equipats amb sistemes intel·ligents de control de temperatura. El nucli d'això és el desplegament de sensors de temperatura NTC a les zones clau que generen calor (bobinats del motor, coixinets del reductor, carcasses del diferencial), combinats amb dades de corrent en temps real dels mòduls de potència IGBT. La ECU ajusta dinàmicament el cabal del circuit de refrigeració líquida (temps de resposta

(Diagrama de l'estructura interna de l'eix d'accionament elèctric)

Conclusió: Integració profunda de plataformes d'alta tensió de 800 V i xassís X-by-Wire

Amb la proliferació de plataformes d'alt voltatge de 800 V, els eixos de tracció elèctrics estan evolucionant cap a "alt voltatge i alta densitat de potència". Les solucions de nova generació, que adopten inversors de carbur de silici (SiC), motors de cable pla (per exemple, bobinatges de 8/10 capes) i dissipació de calor per refrigeració d'oli, han impulsat la densitat de potència més enllà dels 5 kW/kg (enfront dels ~3 kW/kg de les plataformes tradicionals de 400 V). Mentrestant, la integració amb xassís x-by-wire és cada cop més prominent: l'extrem de sortida del reductor dels eixos de tracció elèctrics està equipat amb interfícies reservades per a bloquejos diferencials controlats per cable, mentre que els semieixos integren sensors de parell. Això permet la recepció directa d'ordres del controlador de domini del xassís, facilitant una distribució de parell més precisa i una coordinació de la tracció a les quatre rodes per donar suport a la capa d'execució de la conducció intel·ligent.

Des de la "integració funcional" fins a la "col·laboració intel·ligent", les innovacions estructurals en els eixos de tracció elèctrica estan redefinint els límits de potència dels vehicles elèctrics. Amb els avenços en la ciència de materials, la tecnologia de simulació i els processos de fabricació, els futurs eixos de tracció elèctrica poden integrar encara més funcions com l'emmagatzematge d'energia (per exemple, motors de buje + bateries distribuïdes) i la detecció (sensors IMU integrats), emergint com un node central en el "terminal intel·ligent mòbil" del vehicle.