For nylig i artiklen"Sådan vælger du en elektrisk drivaksel til elektriske tunge-lastbiler"udgivet af TRION, kommenterede en læser:"Brug ikke elektriske aksler på byggepladser."Denne kommentar udløste en ny diskussion: Hvilke applikationsscenarier er mere egnede for elektriske tunge-lastbiler til at bruge ene akselsystem?
For at løse dette spørgsmål har TRION gennemgået de vigtigste anvendelsesscenarier for elektriske-lastbiler og analyseret, hvordan de tekniske karakteristika ved disse scenarier stemmer overens med konfigurationen og ydeevnen afelektriske lastbilaksler. Denne artikel har til formål at give referencevejledning til brugere, når de vælger og anvender lastbildrivaksler.
01 Køremåder for tunge elektriske-lastbiler: fordele og ulemper
På nuværende tidspunkt anvender elektriske tunge-lastbiler hovedsageligt to køremåder.
1. Centraldrev
I en central drivkonfiguration er motor og transmission (drivlinje) installeret i midten af rammen og forbundet til drivakslen via en drivaksel. Dette layout stemmer overens med traditionelle-brændstofdrevne køretøjer.
Fordele:
Centraldrev giver høj pålidelighed og lave omkostninger. Komponenter som drivaksel, bagaksel og affjedring deles med konventionelle brændstofkøretøjer. Fordi disse dele er masse-produceret og standardiseret, er værktøjsomkostninger allerede blevet amortiseret, hvilket resulterer i lavere indkøbsomkostninger. Derudover er motoren og transmissionen monteret i midten af rammen ved hjælp af fire-punktsophæng, som hjælper med at reducere skader fra stød og vibrationer.
I elektriske tunge-lastbiler med centraliseret drev er motoren og gearkassen installeret i midten af chassiset.
Ulemper:
Denne konfiguration optager intern rammeplads, hvilket gør det vanskeligt at arrangere under-monterede batterier og begrænser batterikapacitetsudvidelsen. Det involverer også mange komponenter og lav integration, hvilket er ugunstigt for den samlede letvægtning af køretøjer. Desuden er kraftoverførslen afhængig af drivakslen, og energitab forekommer ved hvert kardanled, hvilket resulterer i lavere transmissionseffektivitet og relativt højere energiforbrug.
2. Elektrisk drivaksel
I denne konfiguration er motoren og transmissionen integreret direkte i drivakslen, hvilket resulterer i en kompakt struktur og høj transmissionseffektivitet.
Tesla Semi elektrisk tung-lastbils elektriske drivakselkonfiguration: 2 drivaksler + 3 elektriske motorer
TRION mener, at den største værdi af den elektriske aksel ligger i dens evne til fundamentalt at ændre det traditionelle layout af erhvervskøretøjer, hvilket gør den overordnede struktur mere strømlinet. Det giver mulighed for fuld udnyttelse af stellets indre til under-montering af batteri, og sænker derved køretøjets tyngdepunkt og forbedrer køreegenskaberne.En anden fordel er reduceret vægt, hvilket bidrager til den generelle letvægt af køretøjer,-en særlig vigtig faktor for elektriske-lastbiler. En tredje fordel er lavere energitab, som direkte reducerer køretøjets samlede strømforbrug.
Imidlertid,EV akslerkræver helt nye designs, der involverer adskillige stansematricer, støbeforme samt armaturer og målere til produktion og montering. Derudover forbliver den nuværende installationshastighed lav (ifølge TRIONs skøn er mindre end 10 % af elektriske tunge-lastbiler), hvilket resulterer i relativt høje omkostninger til el-akselsæt. Efterhånden som anvendelsen fortsætter med at stige, forventes omkostningerne ved elektriske drivaksler gradvist at vende tilbage til et mere rimeligt niveau.
Den elektriske drivaksel kræver et helt nyt design, hvilket resulterer i lav produktionsvolumen og højere omkostninger.
02 Anvendelsesscenarier og egnethed af elektriske drivaksler
En 8x4 elektrisk dumper til ingeniør- og transportscenarier, der kører under barske kørselsforhold.
1. Tekniske transportscenarier
Typiske køretøjer omfatter 8×4 elektriske dumpere, 8×4 elektriske betonblandere og elektriske minelastbiler. Vejforhold i ingeniørtransport omfatter ofte jordveje, grusveje, cementveje og asfaltveje. I nogle regioner er elektriske dumpere og minelastbiler ofte overbelastede, hvilket forårsager alvorlige skader på vejene. Snavs- og grusveje kan udvikle dybe hjulspor, hvilket øger risikoen for, at det laveste punkt på lastbilens drivaksel rammer jorden.
Fordi motoren og transmissionen på elektriske drivaksler typisk bruger aluminiumshuse, kan stød med hårde genstande let forårsage skader på huset, hvilket fører til udskiftning af motor eller transmission og væsentligt højere vedligeholdelsesomkostninger. Derudover er den elektriske aksel monteret under affjedringen som en del af den uaffjedrede masse, hvilket kan øge stødbelastningen, der overføres til rammen og førerhuset, når man kører på ujævn vej.
TRIONs anbefaling:
Elektriske tunge-lastbiler, der bruges under barske tekniske transportforhold, er generelt ikke velegnede til elektriske drivaksler.
Motor- og gearkassehusene er lavet af aluminiumslegering, som let beskadiges, hvis den rammes af hårde genstande.
2. Ressource-baserede transportscenarier
Denne kategori omfatter hovedsageligt transport af sand, grus, kul og malm. Vejforholdene består typisk af ujævne overflader på læssepladser, provinsveje, nationale motorveje og motorveje. Gårdveje har normalt lokale huller i stedet for dybe hjulspor, og det er usandsynligt, at det laveste punkt på den elektriske lastbils aksel kommer i kontakt med jorden.
På nuværende tidspunkt bruges 6×4 elektriske tunge-lastbiler hovedsageligt i ressourcebaseret-transport med enkelt-opladningsområder generelt inden for 220 kilometer. Hvis brugerne prioriterer lave indkøbsomkostninger, har begrænset årlige kilometertal og er mindre følsomme over for energiforbrug, kan en central drevløsning være tilstrækkelig. Men til lange årlige kilometertal og højere effektivitetskrav anbefales et e-akselsystem.
TRION foreslår:
Når du vælger store-elektriske tunge-lastbiler til ressourcetransport, bør frihøjden på den elektriske drivaksel overstige 260 mm.
Motor- og transmissionshuse bør bruge stålmaterialer for at reducere risikoen for revner under stød;
Transmissionen skal have 3 eller 4 gear til at håndtere start, acceleration, stejle stigninger og høj-drift;
Den elektriske aksel skal være udstyret med en PTO-grænseflade. Dumpere, der bruges til sand- og grustransport, kræver en hydraulisk pumpe drevet via PTO for at betjene tipmekanismen.
Den elektriske drivaksel har en frihøjde på mere end 260 mm, og huset er lavet af støbt stål og har en kraftudtag-grænseflade.
3. Ekspress- og pakketransportscenarier
For yderligere at reducere driftsomkostningerne har mange ekspres- og pakkelogistikvirksomheder erstattet ruter inden for 400 kilometer med elektriske tunge-lastbiler. Ifølge TRIONs forskning lægger disse operatører stor vægt på energiforbrug. Hvis et køretøj kører mere end 250.000 kilometer om året, og det gennemsnitlige energiforbrug falder fra 1,6 kWh/km til 1,3 kWh/km, kan elomkostningerne reduceres med cirka 60.000 yuan under forudsætning af en gennemsnitlig elpris på 0,8 yuan/kWh.
Elektriske tunge-lastbiler, der bruges til ekspreslevering og godstransport, bruger et batteri-ved--bunden layout kombineret med en elektrisk drivaksel.
Ekspres- og pakketransport foregår udelukkende på motorveje, hvilket gør det til det bedst egnede anvendelsesscenarie for elektriske drivaksler. TRION anbefaler følgende konfigurationer:
Køretøjet bør følge en strategi med flere-motordrev. For eksempel installation af tre eller fire motorer på tværs af to drivaksler. Under start og acceleration kører to motorer; under høj-cruising kører en eller to motorer for optimal effektivitet; under klatring giver alle motorer maksimal effekt; og under kørsel ned ad bakke udfører flere motorer regenerativ bremsning, hvor bremsekraften når op til 48 % af den maksimale effekt for at sikre sikkerheden.
Illustration: Den elektriske tunge-lastbil bruger to elektriske drivaksler og tre motorer, der anvender en multi-motordrevstrategi.
Motorveje har typisk maksimale stigninger på omkring 5 %, så en 2-trins transmission er tilstrækkelig, uden behov for 3- eller 4-trins design.
For at forfølge letvægtsdesign anbefales aluminiumslegeringer til motorer og transmissioner.
For at reducere stød og vibrationer, der overføres til stellet og førerhuset, og for at forbedre pålideligheden og levetiden af den elektriske drivaksel, anbefales det bageste luftaffjedring og bred-baseret medium-dæk.
Konklusion
TRION mener, at elektriske aksler repræsenterer den fremtidige udviklingsretning for elektriske tunge-lastbiler. Brugere bør vælge konfigurationen og ydeevnen af elektriske drivaksler baseret på deres faktiske anvendelsesscenarier. Da installationsraterne fortsætter med at stige,EV akselomkostningerne vil gradvist falde. Ud fra et samlet ejerskabs- (TCO) perspektiv, når den årlige kilometerstand overstiger 150.000 kilometer, er de energibesparende fordele ved-elektriske lastbilakslerblive betydelige, så den oprindelige prisforskel kan inddrives inden for et til to år.
