Τα ηλεκτρικά φορτηγά επιταχύνουν προς ένα πιο πράσινο μέλλον — Οι κινητήρες στον πυρήνα της καινοτομίας του συστήματος μετάδοσης κίνησης

Η ανάγκη για απαλλαγή του κόσμου από άνθρακα και η αυξανόμενη ζήτηση για βιώσιμες μεταφορές έχουν δημιουργήσει έναν ρόλο για τα ηλεκτρικά φορτηγά στην εμπορική εφοδιαστική και τις βιομηχανικές μεταφορές. Είτε λειτουργούν σε αστικές μεταφορές εμπορευμάτων, διανομή τελευταίου μιλίου, δημοτική υγιεινή ή εφοδιαστική λιμένων, τα ηλεκτρικά φορτηγά παρέχουν μηδενικές εκπομπές, οικονομική προσιτότητα με χαμηλότερο λειτουργικό κόστος και πιο αθόρυβη λειτουργία. Στο επίκεντρο αυτών των πλεονεκτημάτων βρίσκεται ο ηλεκτρικός κινητήρας. η πηγή απόδοσης, αποδοτικότητας και αξιοπιστίας του οχήματος στο σύνολό του.

Οι κινητήρες θα καθορίσουν το πρότυπο απόδοσης για τα E-Trucks

Οι κινητήρες για ηλεκτρικά φορτηγά πρέπει να παρέχουν υψηλή συνεχόμενη ισχύ εξόδου με ισχυρή ροπή, θερμική σταθερότητα στα υψηλά εύρη θερμικών κύκλων και αξιοπιστία καθ' όλη τη διάρκεια ζωής. Αυτή τη στιγμή, υπάρχουν κύριες τεχνολογίες για ηλεκτρικούς κινητήρες, όπως οι μόνιμοι μαγνητικοί σύγχρονοι κινητήρες (PMSM), οι ασύγχρονοι επαγωγικοί κινητήρες (ACIM) και λύσεις που βασίζονται σε πλήμνη ή πίσω κίνηση. Οι PMSM επιλέγονται όλο και περισσότερο για μεσαία και βαρέα ηλεκτρικά φορτηγά λόγω του μεγέθους, της απόδοσης και της γρήγορης δυναμικής απόκρισής τους.

Για παράδειγμα, η τυπική ονομαστική ισχύς για κινητήρες κίνησης ηλεκτρικών φορτηγών 8 έως 25 τόνων είναι στην περιοχή των 100 kW έως 250 kW και η ονομαστική μέγιστη ροπή στην περιοχή των άνω των 2500 Nm. Η θερμική διαχείριση του κινητήρα παρέχει τη λύση για μακροχρόνια φορτία εδάφους μέσω προηγμένης θερμικής διαχείρισης, συμπεριλαμβανομένης της ψύξης με υγρό ή λάδι για τη διατήρηση της απόδοσης.

Η συνεργασία Motor-Battery-Controller αυξάνει την απόδοση του συστήματος

Η απόδοση του κινητήρα εξαρτάται κυρίως από τον λειτουργικό συντονισμό της ηλεκτρικής μονάδας ελέγχου (ECU) που περιλαμβάνει την μπαταρία. Τα περισσότερα ηλεκτρικά φορτηγά μετακινούνται σε υψηλή τάση από την περιοχή μεταξύ 600V~800V. Αυτό σημαίνει ότι οι κινητήρες πρέπει να υποστηρίζουν ευρύτερο εύρος λειτουργίας τάσης και μόνωση για την υποστήριξη των μονωμένων υψηλότερων τάσεων. Άλλα συνηθισμένα συστήματα ηλεκτρικών οχημάτων, όπως η αναγεννητική πέδηση, η διανυσματική ροπή ή ο έλεγχος τρόπου λειτουργίας εδάφους (π.χ., ranching ή ιδιοκτησία εκτός δρόμου), έχουν εισαχθεί για την αύξηση της ενεργειακής απόδοσης, επεκτείνοντας τα μίλια λειτουργίας χωρίς χρέωση.

Αυτή η νέα τάση του ενσωματωμένου ηλεκτρικού άξονα συνδυάζει το κιβώτιο ταχυτήτων του κινητήρα και το διαφορικό σε μια ενιαία συμπαγή μονάδα που αντιπροσωπεύει μια αλλαγή σε ολόκληρη την προσπάθεια εργασίας του φορτηγού, καθιστώντας παράλληλα το σύστημα μετάδοσης κίνησης πιο αποδοτικό και αξιόπιστο.

Κινητήρες σχεδιασμένοι για την ακραία περίπτωση των φορτηγών

Ενώ τα επιβατικά EV πρέπει να προσφέρουν προστιθέμενη αξία για την σχεδιασμένη χρήση εμβέλειας, τα ηλεκτρικά φορτηγά έχουν γενικά μεγαλύτερο φόρτο εργασίας. με συχνές κινήσεις λειτουργίας ζεστού/κρύου, συχνές εκκινήσεις/σταματήματα, αναρρίχηση σε λόφους κ.λπ., και μεταφέρουν μεγάλα φορτία (π.χ., παράδοση σε εργοτάξια ή χωματερές). Στην πραγματικότητα, οι κινητήρες που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά φορτηγά πρέπει να περιλαμβάνουν βιομηχανικά κριτήρια σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένης της πολυπλοκότητας του ελέγχου και της ακρίβειας του οχήματος με ροπή σε χαμηλή ταχύτητα, προστατευμένα από σκόνη και νερό, ανεκτά στις συνθήκες λειτουργίας (δόνηση) και ευκολία συντήρησης.

Σε εξειδικευμένες αγορές όπως τα φορτηγά εξόρυξης, τα τρακτέρ λιμένων και τα ανατρεπόμενα φορτηγά, οι ειδικοί κινητήρες υψηλής ισχύος και οι διαμορφώσεις διπλού ή πιθανώς τετραπλού τροχού μπαίνουν στο παιχνίδι για να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις υψηλής ροπής.

Έξυπνοι και συνδεδεμένοι κινητήρες - Το επόμενο σύνορο

Καθώς η ψηφιακή μεταμόρφωση συμβαίνει στην επιχείρηση εμπορικών οχημάτων, τα ηλεκτρικά φορτηγά θα μετατοπιστούν από συμβατικά μηχανικά προϊόντα σε έξυπνα και συνδεδεμένα συστήματα cloud. Τόσο οι κατασκευαστές όσο και οι ιδιοκτήτες στόλων θα επωφεληθούν από εξελιγμένους ελεγκτές για ηλεκτρικούς κινητήρες, σχεδιασμένους για την υποστήριξη απομακρυσμένης διάγνωσης, υλικολογισμικού OTA και παρακολούθησης της υγείας του οχήματος με δυνατότητα AI και προγνωστικής συντήρησης, επιτρέποντας την ενεργό διαχείριση στόλου και τη μείωση του χρόνου διακοπής λειτουργίας.

Οι μελλοντικοί ηλεκτρικοί κινητήρες επιτρέπουν την πιθανότητα να προχωρήσουν οι εφαρμογές του ηλεκτρικού κινητήρα ένα βήμα παραπέρα, όχι μόνο «οδηγώντας» το όχημα, αλλά παρακολουθώντας την υγεία του οχήματος (επισκευές κ.λπ.) και την κατανάλωση ενέργειας, καθώς και συμβάλλοντας σε έξυπνα συστήματα διαχείρισης στόλου.

Συμπέρασμα -:Ο κινητήρας είναι η καρδιά των ηλεκτρικών οχημάτων

Καθώς ο τομέας των ηλεκτρικών φορτηγών ωριμάζει, η εξέλιξη του κινητήρα θα καθορίσει τον ρυθμό της εξέλιξης. Καθώς οι ηλεκτρικοί κινητήρες γίνονται πιο αποδοτικοί, μικρότεροι και μεθοδικά ελεγχόμενοι, και ίσως αρθρωτοί, οι κατασκευαστές e-truck μπορούν να βελτιστοποιήσουν την απόδοση και την αξιοπιστία, ελαχιστοποιώντας παράλληλα το λειτουργικό κόστος. Τώρα είναι η ώρα για τους OEM και τους προμηθευτές να επενδύσουν σε τεχνολογίες κινητήρων επόμενης γενιάς που θα εγκαινιάσουν την εφοδιαστική μηδενικών εκπομπών.