Nedavno, u članku"Kako odabrati električnu pogonsku osovinu za električna{0}}teška kamiona"u izdanju TRION-a, komentirao je čitatelj:"Ne koristite električne osovine na gradilištima."Ovaj komentar je izazvao novu diskusiju: Koji scenariji primjene su prikladniji za električne teške{0}}kamione da koristee sistem osovina?
Kako bi riješio ovo pitanje, TRION je pregledao glavne scenarije primjene električnih teških{0}} kamiona i analizirao kako su tehničke karakteristike ovih scenarija usklađene s konfiguracijom i performansamaosovine električnih kamiona. Ovaj članak ima za cilj pružiti referentne smjernice za korisnike pri odabiru i primjeni pogonskih osovina kamiona.
01 Načini vožnje električnih teških kamiona: prednosti i nedostaci
Trenutno, električni teški kamioni{0}}uglavnom koriste dva načina vožnje.
1. Centralni pogon
U konfiguraciji centralnog pogona, motor i prijenos (pogon) su ugrađeni u sredinu okvira i povezani s pogonskom osovinom preko pogonskog vratila. Ovaj raspored je u skladu sa onim kod tradicionalnih vozila na{1}}gorivo.
Prednosti:
Centralni pogon nudi visoku pouzdanost i nisku cijenu. Komponente kao što su pogonsko vratilo, zadnja osovina i ovjes dijele se s vozilima na konvencionalno gorivo. Budući da se ovi dijelovi masovno-proizvode i standardiziraju, troškovi alata su već amortizirani, što rezultira nižim troškovima nabavke. Osim toga, motor i mjenjač su montirani na sredini rama pomoću ovjesa u četiri-tačke, što pomaže u smanjenju oštećenja od udara i vibracija.
Kod električnih teških{0}} kamiona sa centralizovanim pogonom, motor i mjenjač su ugrađeni na sredini šasije.
Nedostaci:
Ova konfiguracija zauzima unutrašnji prostor okvira, što otežava raspoređivanje ispod-ugrađenih baterija i ograničava proširenje kapaciteta baterije. Takođe uključuje mnoge komponente i nisku integraciju, što je nepovoljno za ukupnu lakoću vozila. Štaviše, prijenos snage se oslanja na pogonsko vratilo, a gubitak energije se javlja na svakom kardanskom zglobu, što rezultira nižom efikasnošću prijenosa i relativno većom potrošnjom energije.
2. Električna pogonska osovina
U ovoj konfiguraciji, motor i prijenos su integrirani direktno u pogonsku osovinu, što rezultira kompaktnom strukturom i visokom efikasnošću prijenosa.
Konfiguracija električne pogonske osovine Tesla Semi električnih teških kamiona: 2 pogonske osovine + 3 elektromotori
TRION vjeruje da najveća vrijednost električne osovine leži u njenoj sposobnosti da iz temelja promijeni tradicionalni raspored komercijalnih vozila, čineći ukupnu strukturu modernijom. Omogućava potpuno korištenje unutrašnjosti okvira za ispod-ugradnju baterije, čime se snižava težište vozila i poboljšavaju performanse upravljanja.Još jedna prednost je smanjena težina, što doprinosi ukupnom smanjenju težine vozila-naročito važnom faktoru za električne teške{1}} kamione. Treća prednost je manji gubitak energije, što direktno smanjuje ukupnu potrošnju energije vozila.
međutim,EV osovinezahtijevaju potpuno nove dizajne, uključujući brojne kalupe za žigosanje, kalupe za livenje, kao i pribor i merače za proizvodnju i montažu. Osim toga, trenutna stopa ugradnje ostaje niska (prema procjenama TRION-a, manje od 10% električnih teških kamiona{2}}), što rezultira relativno visokim troškovima za EV komplet osovina. Kako usvajanje nastavlja rasti, očekuje se da će se cijena električnih pogonskih osovina postepeno vratiti na razumniji nivo.
Električna pogonska osovina zahtijeva potpuno novi dizajn, što rezultira malim obimom proizvodnje i većim troškovima.
02 Scenariji primjene i prikladnost električnih pogonskih osovina
Električni kiper 8x4 za inženjerske i transportne scenarije, koji radi u teškim uslovima vožnje.
1. Inženjerski transportni scenariji
Tipična vozila uključuju električne dampere 8×4, električne mješalice za beton 8×4 i električne rudarske kamione. Uslovi na putevima u inženjerskom saobraćaju često uključuju zemljane puteve, makadamske puteve, cementne puteve i asfaltne puteve. U nekim regijama električni kiperi i rudarski kamioni su često preopterećeni, uzrokujući ozbiljna oštećenja na putevima. Na zemljanim i šljunčanim putevima mogu se pojaviti duboke kolotrage, povećavajući rizik od udara najniže tačke pogonske osovine kamiona o tlo.
Budući da motor i prijenos na električnim pogonskim osovinama obično koriste aluminijska kućišta, udari tvrdih predmeta mogu lako uzrokovati oštećenje kućišta, što dovodi do zamjene motora ili mjenjača i znatno većih troškova održavanja. Osim toga, električna osovina je montirana ispod ovjesa kao dio neopružene mase, što može povećati udarna opterećenja koja se prenose na okvir i kabinu pri radu na neravnim putevima.
TRION-ova preporuka:
Električni teški{0}} kamioni koji se koriste u teškim tehničkim uvjetima transporta općenito nisu pogodni za električne pogonske osovine.
Kućišta motora i mjenjača izrađena su od legure aluminija, koja se lako ošteti ako se udari tvrdim predmetima.
2. Scenariji transporta zasnovani na resursima
Ova kategorija uglavnom uključuje transport peska, šljunka, uglja i rude. Uslovi na putevima se obično sastoje od neravnih površina u utovarnim staništima, pokrajinskim putevima, nacionalnim autoputevima i brzim putevima. Dvorišni putevi obično imaju lokalizirane udarne rupe, a ne duboke kolotrage, a malo je vjerovatno da će najniža tačka osovine električnog kamiona dodirnuti tlo.
Trenutno se električni teški kamioni 6×4 uglavnom koriste u transportu-baziranom na resursima, s dometom jednog-opterećenja općenito unutar 220 kilometara. Ako korisnici daju prednost niskim troškovima kupovine, imaju ograničenu godišnju kilometražu i manje su osjetljivi na potrošnju energije, rješenje centralnog pogona može biti dovoljno. Međutim, za dugu godišnju kilometražu i zahtjeve veće efikasnosti, preporučuje se e-osovinski sistem.
TRION predlaže:
Prilikom odabira-električnih teških{1}}kamiona velikog kapaciteta za transport resursa, razmak električne pogonske osovine treba da bude veći od 260 mm;
Kućišta motora i transmisije treba da koriste čelične materijale kako bi se smanjio rizik od pucanja tokom udara;
Mjenjač bi trebao nuditi 3 ili 4 stupnja prijenosa za pokretanje, ubrzanje, strme uspone i rad velikih{2}}brzina;
Električna osovina treba da bude opremljena priključnim priključkom. Kiperi koji se koriste za transport pijeska i šljunka zahtijevaju hidrauličnu pumpu koja se pokreće preko priključnog vratila za upravljanje mehanizmom za istovar.
Električna pogonska osovina ima razmak od tla veći od 260 mm, a kućište je od livenog čelika i ima-interfejs za izvlačenje snage.
3. Scenariji ekspresnog i paketnog transporta
Kako bi dodatno smanjile operativne troškove, mnoge kompanije za ekspresnu i paketnu logistiku zamijenile su rute u krugu od 400 kilometara električnim teškim- kamionima. Prema TRION-ovom istraživanju, ovi operateri stavljaju snažan naglasak na potrošnju energije. Ako vozilo prijeđe više od 250.000 kilometara godišnje i prosječna potrošnja energije se smanji sa 1,6 kWh/km na 1,3 kWh/km, troškovi električne energije mogu se smanjiti za približno 60.000 juana, uz pretpostavku prosječne cijene električne energije od 0,8 juana/kWh.
Električni teški-kamioni koji se koriste za ekspresnu dostavu i transport tereta koriste bateriju-na--donjem rasporedu u kombinaciji sa električnom pogonskom osovinom.
Ekspresni i paketni transport u potpunosti se obavljaju na brzim cestama, što ga čini najprikladnijim scenarijem primjene za električne pogonske osovine. TRION preporučuje sljedeće konfiguracije:
Vozilo bi trebalo usvojiti strategiju vožnje sa više{0}}motora. Na primjer, ugradnja tri ili četiri motora na dvije pogonske osovine. Prilikom pokretanja i ubrzanja rade dva motora; tokom-krstarenja velikom brzinom, jedan ili dva motora rade za optimalnu efikasnost; tokom penjanja svi motori pružaju maksimalnu snagu; a tokom vožnje nizbrdo, više motora vrši regenerativno kočenje, pri čemu sila kočenja dostiže do 48% maksimalne izlazne snage kako bi se osigurala sigurnost.
Ilustracija: električni teški kamion-koristi dvije električne pogonske osovine i tri motora, koristeći strategiju pogona s više{1}}motora.
Brzi putevi obično imaju maksimalni nagib od oko 5%, tako da je mjenjač sa 2 brzine dovoljan, bez potrebe za dizajnom sa 3 ili 4 brzine.
Za lakši dizajn, za motore i transmisije preporučuju se kućišta od aluminijske legure.
Da bi se smanjili udari i vibracije koje se prenose na ram i kabinu, te da bi se poboljšala pouzdanost i vijek trajanja električne pogonske osovine, preporučuju se stražnji zračni ovjes i gume sa -bazom srednjeg{1}}pritiska.
Zaključak
TRION vjeruje da električne osovine predstavljaju budući smjer razvoja električnih teških{0}} kamiona. Korisnici bi trebali odabrati konfiguraciju i performanse električnih pogonskih osovina na osnovu njihovih stvarnih scenarija primjene. Kako stope instalacije nastavljaju rasti,EV osovinatroškovi će se postepeno smanjivati. Iz perspektive ukupnih troškova vlasništva (TCO), kada godišnja kilometraža prijeđe 150.000 kilometara, prednosti-uštede energijeosovine električnih kamionapostaju značajne, što omogućava da se početna razlika u cijeni nadoknadi u roku od jedne do dvije godine.
