Essieux à propulsion électrique intégrés ou distribués pour véhicules utilitaires : lequel deviendra la tendance ?
À mesure que les architectures de groupes motopropulseurs automobiles évoluent de configurations décentralisées vers des systèmes hautement intégrés, des configurations telles que « moteur + essieu moteur électrique » et des systèmes d'entraînement électrique distribués ont progressivement émergé.
Grâce à sa conception structurelle unique, leessieu moteur électriqueélimine le besoin d’une boîte de vitesses traditionnelle dans les véhicules purement électriques, réduisant ainsi considérablement les pertes d’énergie lors de la transmission de puissance. En conséquence, il est largement admis que les solutions intégrées d’essieux moteurs électriques et les systèmes d’entraînement électrique distribués deviendront les principales tendances de développement des futurs camions purement électriques.
Auparavant, lors de forums industriels et de séminaires techniques, Sany Heavy Truck avait analysé les tendances de développement des groupes motopropulseurs électriques pour les poids lourds-, tandis que Yutong New Energy Commercial Vehicles présentait sa configuration stratégique liée aux technologies d'essieux moteurs électriques.
À l'heure actuelle, les principales solutions de propulsion électrique pour les véhicules utilitaires à énergie nouvelle comprennent principalement la transmission centrale, l'essieu moteur électrique intégré et les systèmes de transmission distribués.
Types de systèmes d'entraînement électriques pour véhicules commerciaux
La configuration de l'entraînement central est similaire à celle des véhicules à carburant traditionnels, remplaçant le moteur à combustion interne et la transmission par un moteur d'entraînement + une unité de transmission intégrés.
L'essieu moteur électrique intégré, qui peut être classé en structures à axes parallèles-, coaxiaux et verticaux-, intègre l'essieu moteur traditionnel au moteur et à la transmission. Cette solution occupe moins d'espace, réduit le poids du système, améliore l'efficacité de la transmission et améliore l'autonomie du véhicule.
Le système d'entraînement distribué, comprenant l'entraînement par moteur côté roue et l'entraînement par moteur dans le moyeu, place les moteurs des deux côtés de l'essieu. Cette configuration offre une mobilité et une efficacité supérieures, mais s'accompagne de coûts élevés et d'exigences environnementales strictes. À l'heure actuelle, il est principalement appliqué dans les bus et les modèles de véhicules haut de gamme.
Définition et avantages des essieux à traction électrique intégrés
Un essieu moteur électrique intégré se compose principalement de trois composants principaux : un moteur d'entraînement, un onduleur et une transmission électrique. Fondamentalement, il reste un essieu moteur, mais la source d'énergie passe d'un moteur à combustion interne à un moteur électrique. La plupart des essieux électriques intégrés intègrent le moteur directement dans l’ensemble d’essieux, ce qui permet d’obtenir une conception légère, une intégration élevée et une efficacité supérieure.
En termes simples, un essieu moteur électrique intégré combine le moteur avec l'essieu arrière, permettant à l'essieu de remplir les fonctions de moteur, de boîte de vitesses, d'essieu arrière et de différentiel dans une seule unité. Cette conception élimine le besoin d’un arbre de transmission et réduit considérablement la taille de la boîte de vitesses.
Par rapport aux systèmes de transmission conventionnels, les essieux moteurs électriques intégrés réduisent l’espace global du système, permettant d’installer davantage de batteries pour étendre l’autonomie. Leurs conceptions spécialisées permettent également de s'adapter à diverses conditions d'exploitation, répondant aux exigences des bus, camions légers et autres véhicules commerciaux.
Actuellement, les essieux moteurs électriques intégrés ont été largement adoptés dans les camions légers à énergie nouvelle. Les différences entre les fabricants résident principalement dans le niveau d'intégration, le choix des matériaux et le poids, tandis que les principes structurels généraux restent similaires.
Principales caractéristiques des essieux à entraînement électrique intégrés
Les essieux électriques intégrés modernes comprennent généralement :
Moteurs d'entraînement
Boîtes de vitesses
Différentiels
Systèmes de freinage
Systèmes de suspension pneumatique
Carters d'essieux et moyeux de roues
Leurs principales caractéristiques comprennent :
Haute intégration du moteur, de la transmission et du différentiel avec une structure compacte
Efficacité de transmission élevée, avec la puissance du moteur entraînant directement les roues
Capacité de transmission automatique, maintenant le moteur fonctionnant dans une plage d'efficacité optimale
Freinage régénératif, permettant une récupération d'énergie et une autonomie étendue
Quatre avantages clés des essieux électriques intégrés
1. Structure plus simple
Les solutions traditionnelles basées sur des moteurs-se composent de composants distincts tels que des moteurs, des arbres de transmission universels et des essieux, ce qui entraîne de longues chaînes de transmission et des structures complexes.
En revanche, les essieux électriques intégrés éliminent l’arbre de transmission, réduisent le nombre de composants et simplifient l’architecture du système.
2. Disposition plus facile du véhicule
Les essieux moteurs électriques intégrés sont montés directement sur le châssis, occupant moins d'espace et simplifiant l'agencement du véhicule.
Les solutions traditionnelles nécessitent une disposition séparée des moteurs, des arbres de transmission et des essieux, ce qui augmente la complexité de la configuration.
3. Efficacité énergétique supérieure et avantages environnementaux
La structure hautement intégrée minimise la perte de puissance, réduit la consommation d'énergie et augmente l'autonomie du véhicule.
4. Avantages technologiques
Par rapport aux essieux arrière traditionnels, les essieux électriques intégrés offrent un rapport de vitesse réglable plus large et une capacité de récupération d'énergie plus élevée, s'alignant sur les futures tendances de développement de véhicules à énergie nouvelle.
Définition et avantages des systèmes d'entraînement à moteur latéral-à roues distribuées
Au Salon de l'auto de Shanghai, les experts du secteur ont noté que les véhicules utilitaires à énergie nouvelle passent progressivement des systèmes de propulsion centraux aux solutions de propulsion électrique distribuée. Ces systèmes se caractérisent par un rendement élevé, une faible consommation d'énergie et des coûts d'exploitation réduits, tout en prenant également en charge la conception de véhicules légers.
Les systèmes d'entraînement électrique distribués comprennent principalement les entraînements par moteur de moyeu et les entraînements par moteur côté roue, qui permettent tous deux un contrôle indépendant des roues.
Différences entre l'entraînement par moteur latéral-de la roue et l'entraînement par moteur dans le moyeu
1. Position d'installation
Les moteurs de moyeu sont installés de manière concentrique à l'intérieur de la roue, tandis que les moteurs côté roue-côté sont montés de manière excentrique à côté de la roue.
2. Méthode de transmission
Les moteurs côté roue-transmettent la puissance aux roues via un arbre d'entraînement, tandis que les moteurs de moyeu sont directement connectés à la roue via le rotor ou le stator.
3. Itinéraires techniques
Les moteurs côté roue-côté adoptent généralement des conceptions à rotor interne. Les moteurs de moyeu utilisent des configurations de rotor interne ou externe.
Les rotors internes offrent une vitesse plus élevée avec un couple plus faible, tandis que les rotors externes offrent une vitesse plus faible avec un couple plus élevé.
4. Mode de fonctionnement
Les moteurs côté roue-côté roue utilisent généralement des moteurs-à grande vitesse combinés à une réduction à axe fixe-ou à engrenage planétaire. Les moteurs de moyeu adoptent principalement des solutions d’entraînement direct ou de réduction à engrenages planétaires.
Les défis des essieux à traction électrique distribuée
Les essieux à traction électrique distribués permettent des configurations flexibles telles que la traction avant-, la traction arrière-ou la traction intégrale-. Ils permettent également une direction différentielle grâce à un contrôle indépendant de la vitesse des roues, réduisant considérablement le rayon de braquage.
Cependant, les moteurs de moyeu et les moteurs côté roue-sont confrontés à des défis tels que :
Exigences de densité de couple élevées
Exigences strictes en matière de précision du contrôle du moteur
Normes élevées en matière de contrôle du bruit, de dissipation thermique, de freinage, d'étanchéité et de durabilité
Coûts système très élevés
À l’heure actuelle, leurs performances globales en matière d’application restent moins matures que celles des essieux à traction électrique intégrés, et le marché nécessite encore une validation plus approfondie.
Les camions lourds grand public déploient activement des essieux moteurs électriques
Bien que la participation des véhicules utilitaires au Salon de l'auto de Shanghai 2023 ait été relativement limitée, les fournisseurs de composants nationaux et internationaux tels que TEPKOS et Bosch ont présenté de nouvelles solutions de groupe motopropulseur pour véhicules utilitaires à énergie, y compris des essieux moteurs électriques.
Recommandation du produit TEPKOS
En tant que fournisseur OEM de confiance de solutions de mobilité mondiale, Shanghai TRION (marque : TEPKOS) est à la pointe du développement d'essieux moteurs électriques intégrés, fournissant des solutions d'essieux EV hautes-performances pour les véhicules commerciaux du monde entier.
Nos essieux à traction électrique intégrés offrent :
Haute intégration et structure compacte
Intégration du moteur, de la transmission, du différentiel et de l'onduleur dans une seule unité, réduisant considérablement l'occupation de l'espace et le poids du véhicule.
Efficacité de transmission supérieure
Atteindre une efficacité de transmission supérieure à 94 %, maximisant l’autonomie et les économies d’énergie.
Forte adaptabilité environnementale
Des solutions personnalisées pour diverses conditions d'exploitation, notamment les climats chauds et humides, les routes européennes-aux normes élevées et les environnements tout-terrain- difficiles.
Performances intelligentes
Prise en charge d'une répartition précise du couple et d'un freinage régénératif, parfaitement intégrés aux systèmes de contrôle du véhicule pour améliorer la sécurité et l'efficacité.
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