Onlangs in het artikel"Hoe u een elektrische aandrijfas kiest voor elektrische zware vrachtwagens-"gepubliceerd door TRION, merkte een lezer op:"Gebruik geen elektrische assen op bouwplaatsen."Deze opmerking leidde tot een nieuwe discussie: welke toepassingsscenario's zijn geschikter voor elektrische zware- vrachtwagens om eene assysteem?
Om deze vraag te beantwoorden heeft TRION de belangrijkste toepassingsscenario's van elektrische zware-vrachtwagens beoordeeld en geanalyseerd hoe de technische kenmerken van deze scenario's aansluiten bij de configuratie en prestaties vanelektrische vrachtwagenassen. Dit artikel is bedoeld om gebruikers referentierichtlijnen te bieden bij het selecteren en toepassen van aandrijfassen voor vrachtwagens.
01 Rijmodi van elektrische zware vrachtwagens-: voor- en nadelen
Momenteel gebruiken elektrische zware-vrachtwagens voornamelijk twee rijmodi.
1. Centrale aandrijving
Bij een centrale aandrijfconfiguratie worden de motor en de transmissie (aandrijflijn) in het midden van het frame geïnstalleerd en via een aandrijfas met de aandrijfas verbonden. Deze indeling komt overeen met die van traditionele voertuigen op brandstof-.
Voordelen:
Centrale aandrijving biedt hoge betrouwbaarheid en lage kosten. Componenten zoals de aandrijfas, achteras en ophanging worden gedeeld met voertuigen op conventionele brandstof. Omdat deze onderdelen in massa-geproduceerd en gestandaardiseerd zijn, zijn de gereedschapskosten al afgeschreven, wat resulteert in lagere aanschafkosten. Bovendien zijn de motor en de transmissie in het midden van het frame gemonteerd met behulp van vier-puntophanging, waardoor schade als gevolg van schokken en trillingen wordt verminderd.
Bij elektrische zware-vrachtwagens met centrale aandrijving zijn de motor en versnellingsbak in het midden van het chassis geïnstalleerd.
Nadelen:
Deze configuratie neemt interne frameruimte in beslag, waardoor het moeilijk is om onder-gemonteerde accu's te plaatsen en de uitbreiding van de accucapaciteit wordt beperkt. Het omvat ook veel componenten en een lage integratie, wat ongunstig is voor de algehele lichtgewichtheid van voertuigen. Bovendien is de krachtoverbrenging afhankelijk van de aandrijfas en treedt er energieverlies op bij elke kruiskoppeling, wat resulteert in een lagere transmissie-efficiëntie en een relatief hoger energieverbruik.
2. Elektrische aandrijfas
In deze configuratie zijn de motor en de transmissie rechtstreeks in de aandrijfas geïntegreerd, wat resulteert in een compacte structuur en een hoge transmissie-efficiëntie.
Tesla Semi-elektrische zware- elektrische aandrijfasconfiguratie van een vrachtwagen: 2 aandrijfassen + 3 elektromotoren
TRION is van mening dat de grootste waarde van de elektrische as ligt in zijn vermogen om de traditionele lay-out van bedrijfsvoertuigen fundamenteel te veranderen, waardoor de algehele structuur gestroomlijnder wordt. Hierdoor kan de binnenkant van het frame volledig worden benut voor onder-gemonteerde accu-installatie, waardoor het zwaartepunt van het voertuig wordt verlaagd en de rijeigenschappen worden verbeterd.Een ander voordeel is het lagere gewicht, dat bijdraagt aan het algehele lichtgewicht van het voertuig,-een bijzonder belangrijke factor voor elektrische zware- vrachtwagens. Een derde voordeel is een lager energieverlies, waardoor het totale energieverbruik van het voertuig direct wordt verminderd.
Echter,EV-assenvereisen geheel nieuwe ontwerpen, waarbij talloze stempelmatrijzen, gietmallen, evenals armaturen en meters voor productie en montage betrokken zijn. Bovendien blijft het huidige installatiepercentage laag (volgens de schattingen van TRION minder dan 10% van de elektrische zware-vrachtwagens), wat resulteert in relatief hoge kosten voor EV-assets. Naarmate de adoptie blijft toenemen, zullen de kosten van elektrische aandrijfassen naar verwachting geleidelijk terugkeren naar een redelijker niveau.
De elektrische aandrijfas vereist een compleet nieuw ontwerp, wat resulteert in een laag productievolume en hogere kosten.
02 Toepassingsscenario's en geschiktheid van elektrische aandrijfassen
Een 8x4 elektrische dumptruck voor technische en transportscenario's, die werkt onder zware rijomstandigheden.
1. Scenario's voor technisch transport
Typische voertuigen zijn onder meer 8x4 elektrische dumptrucks, 8x4 elektrische betonmixers en elektrische mijnbouwtrucks. De wegomstandigheden in technisch transport omvatten vaak onverharde wegen, grindwegen, cementwegen en asfaltwegen. In sommige regio's worden elektrische dumptrucks en mijnbouwtrucks vaak overbeladen, waardoor er ernstige schade aan de wegen ontstaat. Op onverharde en grindwegen kunnen diepe sporen ontstaan, waardoor het risico groter wordt dat het laagste punt van de aandrijfas van de vrachtwagen de grond raakt.
Omdat de motor en transmissie op elektrische aandrijfassen doorgaans gebruik maken van aluminium behuizingen, kunnen botsingen met harde voorwerpen gemakkelijk schade aan de behuizing veroorzaken, wat leidt tot vervanging van de motor of transmissie en aanzienlijk hogere onderhoudskosten. Bovendien is de elektrische as onder de ophanging gemonteerd als onderdeel van de onafgeveerde massa, waardoor de impactbelastingen die op het frame en de cabine worden overgebracht, kunnen toenemen bij gebruik op ruige wegen.
TRION's aanbeveling:
Elektrische zware-vrachtwagens die worden gebruikt in zware technische transportomstandigheden zijn over het algemeen niet goed geschikt voor elektrische aandrijfassen.
De motor- en versnellingsbakbehuizingen zijn gemaakt van een aluminiumlegering, die gemakkelijk beschadigd raakt als deze door harde voorwerpen wordt geraakt.
2. Op bronnen-gebaseerde transportscenario's
Deze categorie omvat vooral het transport van zand, grind, steenkool en erts. De wegomstandigheden bestaan doorgaans uit oneffen oppervlakken op laadterreinen, provinciale wegen, rijkswegen en snelwegen. Wegen op erf hebben meestal plaatselijke kuilen in plaats van diepe sporen, en het is onwaarschijnlijk dat het laagste punt van de as van de elektrische vrachtwagen de grond raakt.
Momenteel worden elektrische zware- 6×4-vrachtwagens voornamelijk gebruikt voor transport op basis van grondstoffen-, met een bereik van enkele- oplaadbeurten over het algemeen binnen een bereik van 220 kilometer. Als gebruikers prioriteit geven aan lage aanschafkosten, een beperkt aantal kilometers per jaar hebben en minder gevoelig zijn voor energieverbruik, kan een centrale aandrijfoplossing voldoende zijn. Voor lange jaarkilometrages en hogere efficiëntie-eisen wordt echter een e-assysteem aanbevolen.
TRION stelt voor:
Bij het selecteren van elektrische zware- elektrische vrachtwagens met een grote capaciteit voor het transport van hulpbronnen moet de bodemvrijheid van de elektrische aandrijfas groter zijn dan 260 mm;
Motor- en transmissiebehuizingen moeten stalen materialen gebruiken om het risico op scheuren tijdens een botsing te verminderen;
De transmissie moet 3 of 4 versnellingen hebben voor starten, accelereren, steile hellingen en hoge- snelheden;
De elektrische as dient te zijn voorzien van een PTO-interface. Dumpwagens die worden gebruikt voor het transport van zand en grind hebben een hydraulische pomp nodig die via de aftakas wordt aangedreven om het kipmechanisme te bedienen.
De elektrische aandrijfas heeft een bodemvrijheid van meer dan 260 mm en de behuizing is gemaakt van gietstaal en heeft een PTO-interface.
3. Scenario's voor expres- en pakketvervoer
Om de bedrijfskosten verder te verlagen, hebben veel expres- en pakketlogistiekbedrijven routes binnen een straal van 400 kilometer vervangen door elektrische zware- vrachtwagens. Volgens het onderzoek van TRION leggen deze operators een sterke nadruk op energieverbruik. Als een voertuig meer dan 250.000 kilometer per jaar aflegt en het gemiddelde energieverbruik daalt van 1,6 kWh/km naar 1,3 kWh/km, kunnen de elektriciteitskosten met ongeveer 60.000 yuan worden verlaagd, uitgaande van een gemiddelde elektriciteitsprijs van 0,8 yuan/kWh.
Elektrische zware-vrachtwagens die worden gebruikt voor expresleveringen en vrachtvervoer maken gebruik van een batterij-in-de-onderste indeling, gecombineerd met een elektrische aandrijfas.
Het expres- en pakketvervoer vindt volledig plaats via snelwegen, waardoor dit het meest geschikte toepassingsscenario is voor elektrische aandrijfassen. TRION adviseert de volgende configuraties:
Het voertuig moet een aandrijfstrategie met meerdere- motoren toepassen. Bijvoorbeeld het installeren van drie of vier motoren over twee aandrijfassen. Tijdens het starten en accelereren werken twee motoren; tijdens cruisen op hoge-snelheid werken een of twee motoren voor optimale efficiëntie; tijdens het klimmen leveren alle motoren maximaal vermogen; en tijdens het bergafwaarts rijden voeren meerdere motoren regeneratief remmen uit, waarbij de remkracht tot 48% van het maximale vermogen reikt om de veiligheid te garanderen.
Illustratie: De elektrische zware-truck maakt gebruik van twee elektrische aandrijfassen en drie motoren, waarbij gebruik wordt gemaakt van een- aandrijfstrategie met meerdere motoren.
Snelwegen hebben doorgaans een maximale hellingsgraad van ongeveer 5%, dus een transmissie met 2 versnellingen is voldoende, zonder dat er ontwerpen met 3 of 4 versnellingen nodig zijn.
Om een lichtgewicht ontwerp na te streven, worden behuizingen van aluminiumlegeringen aanbevolen voor motoren en transmissies.
Om de impact en trillingen die worden overgedragen op het frame en de cabine te verminderen, en om de betrouwbaarheid en levensduur van de elektrische aandrijfas te verbeteren, worden luchtvering achteraan en banden met brede -gemiddelde- basisdruk aanbevolen.
Conclusie
TRION is van mening dat elektrische assen de toekomstige ontwikkelingsrichting van elektrische zware- vrachtwagens vertegenwoordigen. Gebruikers moeten de configuratie en prestaties van elektrische aandrijfassen selecteren op basis van hun daadwerkelijke toepassingsscenario's. Naarmate de installatietarieven blijven stijgen,EV-asDe kosten zullen geleidelijk afnemen. Vanuit het perspectief van de totale eigendomskosten (TCO) geldt dat wanneer de jaarlijkse kilometerstand meer dan 150.000 kilometer bedraagt, de energie-besparende voordelen vanelektrische vrachtwagenassenaanzienlijk worden, waardoor het aanvankelijke prijsverschil binnen één tot twee jaar kan worden terugverdiend.
