Kürzlich im Artikel"So wählen Sie eine elektrische Antriebsachse für elektrische Schwerlast-Lkw aus"veröffentlicht von TRION, kommentierte ein Leser:„Auf Baustellen keine Elektroachsen einsetzen.“Dieser Kommentar löste eine neue Diskussion aus: Welche Einsatzszenarien eignen sich besser für elektrische Schwerlast-Lkw?e Achssystem?
Um diese Frage zu beantworten, hat TRION die Hauptanwendungsszenarien von elektrischen Schwerlastkraftwagen überprüft und analysiert, wie die technischen Eigenschaften dieser Szenarien mit der Konfiguration und Leistung von übereinstimmenelektrische LKW-Achsen. Ziel dieses Artikels ist es, Anwendern als Orientierungshilfe bei der Auswahl und Anwendung von LKW-Antriebsachsen zu dienen.
01 Antriebsarten elektrischer Schwerlastkraftwagen: Vor- und Nachteile
Derzeit verfügen elektrische Schwerlast-Lkw hauptsächlich über zwei Antriebsmodi.
1. Zentralantrieb
Bei einer zentralen Antriebskonfiguration sind Motor und Getriebe (Antriebsstrang) in der Mitte des Rahmens eingebaut und über eine Antriebswelle mit der Antriebsachse verbunden. Dieses Layout entspricht dem herkömmlicher kraftstoffbetriebener-Fahrzeuge.
Vorteile:
Der Zentralantrieb bietet hohe Zuverlässigkeit und niedrige Kosten. Komponenten wie Antriebswelle, Hinterachse und Aufhängung werden mit herkömmlichen Kraftstofffahrzeugen geteilt. Da es sich bei diesen Teilen um Massenproduktion und Standardisierung handelt, haben sich die Werkzeugkosten bereits amortisiert, was zu niedrigeren Beschaffungskosten führt. Darüber hinaus sind Motor und Getriebe mit einer Vierpunktaufhängung in der Mitte des Rahmens montiert, was dazu beiträgt, Schäden durch Stöße und Vibrationen zu reduzieren.
Bei elektrischen Schwerlast-Lkw mit Zentralantrieb sind Motor und Getriebe in der Mitte des Fahrgestells eingebaut.
Nachteile:
Diese Konfiguration nimmt Platz im Inneren des Rahmens ein, was es schwierig macht, unter-montierte Batterien anzuordnen und die Erweiterung der Batteriekapazität zu begrenzen. Außerdem sind viele Komponenten erforderlich und die Integration gering, was sich negativ auf die Gesamtgewichtung des Fahrzeugs auswirkt. Darüber hinaus beruht die Kraftübertragung auf der Antriebswelle, und an jedem Kreuzgelenk tritt Energieverlust auf, was zu einer geringeren Übertragungseffizienz und einem relativ höheren Energieverbrauch führt.
2. Elektrische Antriebsachse
Bei dieser Konfiguration sind Motor und Getriebe direkt in die Antriebsachse integriert, was zu einer kompakten Bauweise und einem hohen Getriebewirkungsgrad führt.
Elektrische Antriebsachsenkonfiguration des halbelektrischen schweren -Tesla-Lkw: 2 Antriebsachsen + 3 Elektromotoren
TRION ist davon überzeugt, dass der größte Wert der elektrischen Achse in ihrer Fähigkeit liegt, die traditionelle Anordnung von Nutzfahrzeugen grundlegend zu verändern und die Gesamtstruktur schlanker zu gestalten. Es ermöglicht die vollständige Nutzung des Rahmeninnenraums für den Einbau der Batterie unten-, wodurch der Schwerpunkt des Fahrzeugs gesenkt und die Fahrleistung verbessert wird.Ein weiterer Vorteil ist das geringere Gewicht, das zur Gesamtleichtgewichtigkeit des Fahrzeugs beiträgt-ein besonders wichtiger Faktor für elektrische Schwerlast-Lkw{1}}. Ein dritter Vorteil ist der geringere Energieverlust, was den Gesamtstromverbrauch des Fahrzeugs direkt senkt.
Jedoch,EV-Achsenerfordern völlig neue Konstruktionen, die zahlreiche Stanzwerkzeuge, Gussformen sowie Vorrichtungen und Lehren für die Produktion und Montage umfassen. Darüber hinaus bleibt die aktuelle Installationsrate niedrig (nach Schätzungen von TRION weniger als 10 % der elektrischen Schwerlast-Lkw), was zu relativ hohen Kosten für EV-Achsensätze führt. Da die Akzeptanz weiter zunimmt, wird erwartet, dass die Kosten für elektrische Antriebsachsen allmählich wieder auf ein vernünftigeres Niveau zurückkehren.
Die elektrische Antriebsachse erfordert eine völlig neue Konstruktion, was zu geringeren Produktionsmengen und höheren Kosten führt.
02 Einsatzszenarien und Eignung elektrischer Antriebsachsen
Ein elektrischer 8x4-Muldenkipper für Ingenieur- und Transportszenarien, der unter rauen Fahrbedingungen eingesetzt wird.
1. Technische Transportszenarien
Zu den typischen Fahrzeugen gehören 8×4 Elektro-Muldenkipper, 8×4 Elektro-Betonmischer und Elektro-Muldenkipper. Zu den Straßenverhältnissen im technischen Transportwesen gehören häufig unbefestigte Straßen, Schotterstraßen, Betonstraßen und Asphaltstraßen. In manchen Regionen sind elektrische Muldenkipper und Bergbaufahrzeuge häufig überladen, was zu schweren Straßenschäden führt. Auf Feld- und Schotterstraßen können tiefe Spurrillen entstehen, wodurch das Risiko steigt, dass der tiefste Punkt der LKW-Antriebsachse den Boden berührt.
Da der Motor und das Getriebe elektrischer Antriebsachsen in der Regel Aluminiumgehäuse verwenden, können Stöße mit harten Gegenständen leicht zu Gehäuseschäden führen, was zum Austausch des Motors oder Getriebes und zu deutlich höheren Wartungskosten führt. Darüber hinaus ist die elektrische Achse als Teil der ungefederten Masse unterhalb der Aufhängung montiert, was beim Betrieb auf unebenen Straßen zu einer erhöhten Stoßbelastung führen kann, die auf Rahmen und Kabine übertragen wird.
TRIONs Empfehlung:
Elektrische Schwerlastkraftwagen, die unter rauen technischen Transportbedingungen eingesetzt werden, sind im Allgemeinen nicht gut für elektrische Antriebsachsen geeignet.
Die Motor- und Getriebegehäuse bestehen aus einer Aluminiumlegierung, die durch Stöße mit harten Gegenständen leicht beschädigt werden kann.
2. Ressourcenbasierte Transportszenarien
Diese Kategorie umfasst hauptsächlich den Transport von Sand, Kies, Kohle und Erz. Der Straßenzustand besteht typischerweise aus unebenen Oberflächen in Ladehöfen, Provinzstraßen, Nationalstraßen und Schnellstraßen. Auf Hofstraßen gibt es in der Regel örtlich begrenzte Schlaglöcher und keine tiefen Spurrillen, und es ist unwahrscheinlich, dass der tiefste Punkt der Achse des Elektro-Lkw den Boden berührt.
Derzeit werden 6x4-Elektro-Schwerlast-Lkw hauptsächlich im ressourcenbasierten Transport eingesetzt, wobei die Reichweite mit einer einzigen Ladung in der Regel weniger als 220 Kilometer beträgt. Wenn Anwender Wert auf niedrige Anschaffungskosten legen, eine begrenzte Jahresfahrleistung haben und weniger empfindlich auf den Energieverbrauch reagieren, kann eine zentrale Antriebslösung ausreichend sein. Bei langen Jahresfahrleistungen und höheren Effizienzanforderungen empfiehlt sich jedoch ein E-Achsensystem.
TRION schlägt vor:
Bei der Auswahl von Elektro-Schwerlastkraftwagen mit großer-Kapazität-für den Ressourcentransport sollte die Bodenfreiheit der elektrischen Antriebsachse mehr als 260 mm betragen;
Motor- und Getriebegehäuse sollten aus Stahlwerkstoffen bestehen, um das Risiko von Rissen beim Aufprall zu verringern.
Das Getriebe sollte über 3 oder 4 Gänge verfügen, um Anfahren, Beschleunigen, steile Anstiege und Hochgeschwindigkeitsbetrieb zu bewältigen.
Die Elektroachse sollte mit einer Zapfwellenschnittstelle ausgestattet sein. Muldenkipper, die für den Sand- und Kiestransport eingesetzt werden, benötigen eine hydraulische Pumpe, die über eine Zapfwelle angetrieben wird, um den Kippmechanismus zu betreiben.
Die elektrische Antriebsachse hat eine Bodenfreiheit von mehr als 260 mm, das Gehäuse besteht aus Gussstahl und verfügt über eine Nebenabtriebsschnittstelle.
3. Express- und Pakettransportszenarien
Um die Betriebskosten weiter zu senken, haben viele Express- und Paketlogistikunternehmen Strecken im Umkreis von 400 Kilometern durch elektrische Schwerlast-Lkw ersetzt. Den Untersuchungen von TRION zufolge legen diese Betreiber großen Wert auf den Energieverbrauch. Wenn ein Fahrzeug mehr als 250.000 Kilometer pro Jahr zurücklegt und der durchschnittliche Energieverbrauch von 1,6 kWh/km auf 1,3 kWh/km sinkt, können die Stromkosten bei einem durchschnittlichen Strompreis von 0,8 Yuan/kWh um etwa 60.000 Yuan gesenkt werden.
Elektrische Schwerlast-Lkw, die für Expresslieferungen und Gütertransporte eingesetzt werden, nutzen eine Batterie-an der-Unterseite-in Kombination mit einer elektrischen Antriebsachse.
Express- und Pakettransporte werden ausschließlich auf Schnellstraßen abgewickelt und sind daher das am besten geeignete Einsatzgebiet für elektrische Antriebsachsen. TRION empfiehlt folgende Konfigurationen:
Das Fahrzeug sollte eine mehrmotorige Antriebsstrategie verfolgen. Zum Beispiel die Installation von drei oder vier Motoren über zwei Antriebsachsen. Beim Anfahren und Beschleunigen arbeiten zwei Motoren; Bei Hochgeschwindigkeitsfahrten arbeiten ein oder zwei Motoren für optimale Effizienz. beim Klettern liefern alle Motoren maximale Leistung; und beim Bergabfahren führen mehrere Motoren eine regenerative Bremsung durch, wobei die Bremskraft bis zu 48 % der maximalen Leistung erreicht, um die Sicherheit zu gewährleisten.
Abbildung: Der elektrische Schwerlast-Lkw nutzt zwei elektrische Antriebsachsen und drei Motoren und nutzt eine Mehrmotoren-Antriebsstrategie.
Schnellstraßen weisen in der Regel maximale Steigungen von etwa 5 % auf, sodass ein 2-Gang-Getriebe ausreichend ist und keine 3- oder 4-Gang-Konstruktionen erforderlich sind.
Um eine Leichtbauweise zu erreichen, werden für Motoren und Getriebe Gehäuse aus Aluminiumlegierungen empfohlen.
Um die auf Rahmen und Kabine übertragenen Stöße und Vibrationen zu reduzieren und die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der elektrischen Antriebsachse zu verbessern, werden eine Luftfederung hinten und Breitreifen mit mittlerem Reifendruck empfohlen.
Abschluss
TRION ist davon überzeugt, dass elektrische Achsen die zukünftige Entwicklungsrichtung elektrischer Schwerlast-Lkw darstellen. Benutzer sollten die Konfiguration und Leistung elektrischer Antriebsachsen basierend auf ihren tatsächlichen Anwendungsszenarien auswählen. Da die Installationsraten weiter steigen,EV-AchseDie Kosten werden schrittweise sinken. Unter dem Gesichtspunkt der Gesamtbetriebskosten (TCO) ergeben sich bei einer jährlichen Fahrleistung von mehr als 150.000 Kilometern die Energiesparvorteile vonelektrische LKW-Achsenerheblich werden, so dass die anfängliche Preisdifferenz innerhalb von ein bis zwei Jahren ausgeglichen werden kann.
