Conception d’essieu moteur électrique pour véhicules commerciaux à nouvelle énergie :
Comparaison entre les solutions à un-moteur et à deux-moteurs
Analyse de la conception des essieux moteurs électriques
1.1 Aperçu
Dans le domaine des véhicules utilitaires à énergies nouvelles, centraliséessieux moteurs électriquessont progressivement devenus le courant dominant de l'industrie en raison de leur haut niveau d'intégration, de leur conception légère et de leur haute efficacité. Cependant, la conception d'un essieu moteur électrique doit prendre en compte de manière exhaustive diverses conditions de fonctionnement, notamment le démarrage à faible -vitesse-, la vitesse de croisière-à grande vitesse et les performances en montée.
Cet article vise à explorer en profondeur les voies techniques de la conception d'essieux moteurs électriques, en utilisant la configuration du réducteur, les solutions à moteur unique-et les solutions à moteur-double comme points d'entrée clés pour une analyse systématique.
1.2 Considérations fondamentales dans la conception des réducteurs
Dans la conception d'essieux moteurs électriques pour les véhicules utilitaires à énergie nouvelle, le réducteur joue un rôle essentiel et est souvent considéré comme le « moyeu de transmission » de l'ensemble du système. Sa conception affecte non seulement l’efficacité de la transmission de puissance, mais influence également directement la consommation énergétique globale du véhicule.
Trois aspects fondamentaux définissent la conception du réducteur. Premièrement, le choix du nombre d'étages de réduction est crucial et doit être ajusté de manière flexible en fonction des conditions d'utilisation spécifiques du véhicule. Les-réducteurs à deux étages sont devenus un choix idéal pour les applications conventionnelles-telles que les véhicules de logistique urbaine-en raison de leur efficacité de transmission élevée de 95 % à 96 %, de leur structure simple et de leur court trajet de transfert d'énergie. Par rapport aux transmissions à porte-satellites, les structures de réduction à deux -étages démontrent généralement une efficacité plus élevée dans les applications d'essieux moteurs électriques.
Les réducteurs à plusieurs-étages, tels que les conceptions à trois-ou quatre-étages, présentent généralement une efficacité de transmission légèrement inférieure, allant de 92 % à 95 %, et présentent des structures plus complexes. Cependant, ils peuvent fournir des taux de réduction plus élevés pour répondre aux exigences des applications spécialisées. De plus, lorsqu'il est combiné avec des conceptions de réducteurs à plusieurs-vitesses, la plage de fonctionnement à haut rendement-du moteur peut être encore étendue. Par exemple, lors d'une montée à faible-vitesse, un rapport de réduction plus élevé augmente le couple, tandis qu'en croisière à grande-vitesse de croisière, un rapport plus petit peut être sélectionné pour réduire la consommation d'énergie.
1.3 Analyse des solutions à-moteur unique
Les conceptions à-moteur unique, caractérisées par une simplicité structurelle et une rentabilité, sont largement adoptées dans les applications de véhicules utilitaires légers. Cette solution est principalement adaptée aux scénarios d'exploitation tels que la logistique urbaine et la distribution à courte distance-, où les besoins en puissance de pointe ne dépassent généralement pas 150 kW.
Les systèmes à moteur unique-sont généralement conformes aux exigences de vitesse du véhicule comprises entre 0 et 80 km/h. Par exemple, le système d'entraînement électrique BYD T3, équipé d'un moteur de 100 kW, atteint une autonomie NEDC d'environ 300 km.
Concernant la sélection du rapport de vitesse du réducteur, les rapports de réduction à un étage-se situent généralement dans la plage de 8 à 12. L'essieu moteur électrique léger-de TR, par exemple, équilibre avec succès la capacité de montée (plus de 20 %) et l'efficacité de vitesse élevée-, atteignant une efficacité du système de plus de 92 %. Lorsqu'elles sont combinées avec des réducteurs à plusieurs-vitesses, les solutions à moteur unique-peuvent fournir un couple élevé à basse vitesse pour les montées et les -démarrages à charge-tout en conservant un rendement élevé aux vitesses de croisière. Cette approche élargit la plage de fonctionnement de l'essieu moteur électrique et optimise les performances dans des conditions de vitesse faible- et élevée-.
Cependant, des défis subsistent, notamment une interruption temporaire de l'alimentation lors du changement de vitesse et la complexité de la coordination des mécanismes de changement de vitesse avec la commande différentielle.
1.4 Caractéristiques des solutions à double-moteur
Les conceptions à double-moteur permettent une puissance de sortie supérieure dans diverses conditions de fonctionnement grâce à des stratégies de répartition de la puissance ou de vecteur de couple. Cependant, ils introduisent également des défis liés à la complexité du système et à la gestion des coûts.
Dans des conditions de fonctionnement à faible-vitesse, un seul moteur avec un rapport de réduction élevé peut être utilisé pour réduire la consommation d'énergie. Dans des conditions de-charge élevée, les deux moteurs fonctionnent en parallèle pour fournir une puissance de sortie élevée, améliorant considérablement les performances d'accélération et de gestion de la charge-.
Des encodeurs de haute-précision avec une résolution angulaire de ±0,1 degré, associés à des algorithmes de contrôle coordonnés, garantissent une répartition équilibrée du couple entre les deux moteurs et préviennent efficacement l'usure inégale des pneus. De plus, le système de lubrification adopte une conception à double-circuit pour assurer une dissipation thermique indépendante pour chaque train d'engrenages, garantissant ainsi la stabilité et la fiabilité à long-terme du système d'essieu moteur électrique.
Résumé
La sélection technique des essieux à traction électrique centralisée varie en fonction des scénarios d'application. Les solutions à moteur unique-, avec leur structure compacte et leurs avantages économiques, sont bien adaptées aux véhicules utilitaires légers-. Les solutions à double-moteur offrent une densité de puissance et des performances plus élevées, ce qui les rend idéales pour les applications à forte-charge ou à hautes-performances.
À l’avenir, l’innovation technologique continue améliorera encore l’efficacité, la fiabilité et l’adaptabilité desessieux moteurs électriques, accélérant la progression des véhicules commerciaux à énergie nouvelle vers des niveaux d’électrification plus élevés.
