Récemment, TRION a publié deux articles-"Quels scénarios conviennent le mieux aux poids lourds électriques-pour utiliser l'essieu moteur électrique ?"et"Comment choisir un essieu moteur électrique pour les camions lourds électriques-"-qui a attiré l'attention des propriétaires de camions et des professionnels de l'industrie concernant les poids lourds-système d'essieu électroniquesolutions.
Du point de vue de la structure et des principes de fonctionnement, les essieux moteurs électriques pour-camions lourds peuvent être divisés en trois types : intégrés, montés en externe-et distribués. Quelles sont les différences entre ces trois configurations ? Comment les utilisateurs doivent-ils choisir ? Et quelle solution est susceptible de devenir la tendance dominante en matière de développement ?
01 Essieux moteurs électriques intégrés et à montage externe-
La caractéristique la plus distinctive d'un essieu électrique-monté à l'extérieur est son carter d'essieu intégré. L'ensemble moteur et transmission est installé sur le carter d'essieu via une interface à bride. En apparence, l'ensemble moteur et transmission semble « accroché » à l'essieu, c'est pourquoi on l'appelle une conception à montage externe-. De plus, la structure du réducteur principal doit également être ajustée en conséquence, passant généralement d'un engrenage conique à un engrenage hélicoïdal.
Essieu moteur électrique externe : L'ensemble moteur et boîte de vitesses est relié au carter d'essieu via une bride.
Les engrenages hélicoïdaux et le différentiel du réducteur principal de l'essieu moteur électrique monté à l'extérieur.
Le plus gros problème avec un-montage externeessieu de camion électriquec'est l'excentricité. L'ensemble moteur et transmission agit comme une poutre en porte-à-faux, avec son centre de gravité décalé par rapport à l'axe de la roue. Lors de la conduite sur des routes accidentées ou inégales, cette configuration génère des forces d'inertie importantes, qui peuvent affecter négativement la fiabilité du moteur et de la transmission. En raison des limitations d'espace d'installation au milieu du cadre, la transmission n'a généralement que deux vitesses et la puissance du moteur est relativement limitée.
Le centre de gravité de l’essieu moteur électrique monté à l’extérieur est décalé par rapport à la ligne d’essieu.
"Quand la puissance est insuffisante, la quantité compense." Le moyen le plus direct d'augmenter la puissance d'un système d'essieu électrique consiste à monter des ensembles à l'extérieur à la fois à l'avant et à l'arrière du carter d'essieu, en utilisant deux ensembles de moteurs et de transmission pour entraîner conjointement le réducteur principal. À l'heure actuelle, la puissance maximale d'un essieu moteur électrique à double-moteur externe-monté peut atteindre jusqu'à 550 kW (environ 748 chevaux). Ses avantages incluent un coût relativement faible et une bonne maintenabilité, tandis que ses inconvénients sont une faible intégration, une grande taille et un nombre limité d'engrenages.
Essieu moteur électrique intégré Bosch : moteur hautement intégré, boîte de vitesses à plusieurs-vitesses, transmission finale et différentiel.
Pour résoudre les problèmes d'excentricité, de faible intégration et de grande taille globale associés aux essieux moteurs électriques externes-montés, l'essieu électrique intégré a été développé. Dans cette conception, l'essieu est divisé en trois sections. La section centrale intègre le moteur, la transmission à plusieurs-vitesses, le réducteur principal et le différentiel en une seule unité, lui permettant de s'adapter à l'espace disponible au milieu du cadre. Les sections gauche et droite sont des pièces moulées conçues pour monter les embouts de roue et les systèmes de freinage. Ces trois sections sont reliées via des brides.
Les principaux avantages d'un essieu moteur intégré pour camion sont son haut niveau d'intégration, cStructure compacte et disponibilité de plusieurs rapports de démultiplication. Son principal inconvénient est qu’il nécessite un développement entièrement nouveau, ce qui entraîne un coût relativement plus élevé.
02 Essieu à traction électrique distribuée et stratégie de conduite
La caractéristique la plus remarquable d’un essieu à traction électrique distribuée est l’élimination du différentiel mécanique. Au lieu de cela, deux moteurs entraînent indépendamment les roues gauche et droite. Lors d'une utilisation dans des conditions routières difficiles, le système de contrôle du châssis ajuste dynamiquement la vitesse et le couple de chaque roue et peut même inverser la rotation des roues pour obtenir un virage sur place. Dans les virages, le système de contrôle calcule avec précision la vitesse et le couple de chaque roue en fonction de paramètres tels que la vitesse du véhicule et l'angle de braquage-communément appelé différentiel électronique-garantissant des virages en douceur tout en empêchant le survirage ou le sous-virage.
Le deuxième essieu du Tesla Semi est un essieu moteur distribué.
En termes d'apparence, un distribuéessieu électriquecomporte généralement deux ensembles moteur et transmission montés à l'avant et à l'arrière de l'essieu, ce qui le rend semblable à un essieu moteur électrique à double-moteur externe-monté. La principale différence réside dans le fait que la conception distribuée élimine le différentiel mécanique. Actuellement, le deuxième essieu du camion lourd électrique Tesla Semi-adopte une configuration d'essieux à traction électrique distribuée. Cette solution s'appuie fortement sur l'électronique automobile avancée, les systèmes de contrôle de châssis linéaires et les technologies de conduite intelligente.
Les trois essieux du Tesla Semi sont dotés d'essieux moteurs montés à l'extérieur (un seul moteur).
Lors du Salon des véhicules utilitaires de Hanovre 2024, TRION a examiné les deux kits d'essieux électriques utilisés sur le Tesla Semi. Le deuxième essieu est un essieu à traction électrique distribué avec deux moteurs montés à l'avant et à l'arrière et sans mécanisme de changement de vitesse. Le troisième essieu est un essieu moteur électrique externe-monté équipé d'un seul moteur et d'une transmission à deux-vitesses. Selon les informations officielles, la puissance maximale combinée des trois moteurs indépendants atteint 1 000 chevaux.
La stratégie de conduite fonctionne comme suit :
Lors d'une accélération rapide, les trois moteurs des deux essieux moteurs fonctionnent simultanément. Avec un poids total de 37 tonnes, le camion accélère de 0 à 96,5 km/h en seulement 20 secondes.
Une fois que le véhicule atteint 60 km/h, les deux moteurs du deuxième essieu (essieu à traction électrique distribuée) se désengagent, l'embrayage entre la transmission et le demi-arbre-est déconnecté et le moteur du troisième essieu (essieu à traction électrique externe-monté) gère la croisière à grande vitesse-. La sélection des rapports est automatiquement ajustée en fonction de la vitesse et des conditions routières.
Lorsqu'une accélération rapide ou une montée raide est nécessaire, les deux moteurs du deuxième essieu se réenclenchent immédiatement-, permettant au véhicule de gravir des pentes de 5 % à des vitesses de 50 à 70 km/h.
En descente, les trois moteurs ajustent les niveaux de freinage par récupération en fonction de la pente de la route et de la vitesse du véhicule, fonctionnant comme un système de freinage ralentisseur.
Dans le cadre de cette stratégie de conduite à trois -moteurs, le véhicule atteint une consommation d'énergie d'environ 1,24 kWh/km en croisière à 105 km/h avec un poids total de 37 tonnes.
03 Perspectives sur les tendances de développement futures
Concernant les tendances du marché des essieux moteurs électriques intégrés,-à montage externe et distribués au cours des cinq prochaines années, les développements récents suggèrent une direction claire. En prenant comme exemple les essieux moteurs électriques intégrés, plusieurs fabricants passent de conceptions à montage externe-à des solutions intégrées. En outre, des entreprises telles que Bosch ont complètement abandonné les essieux moteurs électriques externes-montés et se concentrent directement sur le développement de produits d'essieux moteurs électriques intégrés.
Ces développements indiquent que l'essieu moteur électrique intégré est susceptible de devenir la solution principale pour les poids lourds électriques-.
Les systèmes d'essieux électriques distribués s'appuient fortement sur la technologie de différentiel électronique et ne conviennent actuellement qu'à certaines applications de camions lourds électriques intelligents et haut de gamme-. Il est peu probable qu’ils deviennent courants à court terme. TRION estime que ce n'est qu'avec l'industrialisation complète et l'adoption généralisée des technologies de conduite intelligente dans les poids lourds électriques-que les solutions d'essieux moteurs électriques distribués seront progressivement plus largement acceptées.
