Pumbaa 125 /250kW المحور الإلكتروني المركزي لشاحنة القمامة /الرشاش الكهربائي

تتمتع السيارات الكهربائية بمزايا عالية الكفاءة ، والانبعاثات الصفر ، والود البيئي ، وحالة التحكم لن تتأثر بالعالم الخارجي ، كما أن حصتها تتزايد. تظهر المركبات التجارية الكهربائية أيضًا في هذه العملية. الفرق الرئيسي بين السيارات الكهربائية والمركبات الحديثة التقليدية هو أن وضع محرك السيارات الكهربائية قد تم تغييره إلى القيادة الكهربائية. ينقسم نظام القيادة الكهربائية بشكل أساسي إلى أربعة أجزاء: محرك محرك ، ناقل الحركة ، محول الطاقة ووحدة التحكم. يعد نظام القيادة الكهربائية جوهر مركبة الطاقة الجديدة بأكملها ، والتي تؤثر بشكل مباشر على اقتصادها وسلامتها وموثوقيتها وغيرها من الأداء.

1. مقدمة لنظام القيادة الكهربائية  

يتكون هيكل مركبات الطاقة الجديدة بشكل أساسي من نظام القيادة الكهربائية وجزء الهيكل وهيكل الجسم والأجهزة المساعدة ذات الصلة المختلفة. باستثناء نظام القيادة الكهربائية ، فإن الوظيفة والتكوين الهيكلي لبقية الأجزاء تشبه عمومًا تلك الخاصة بالسيارات التقليدية ، ولكن تم تبسيط بعض الأجزاء أو تعديلها أو استبدالها بسبب طرق محرك الأقراص المختلفة المحددة. يوضح الشكل 1 تكوين ومبدأ العمل لنظام القيادة الكهربائية ، والذي يمكن تقسيمه إلى ثلاثة أجزاء: الوحدة الإضافية ، وحدة تزويد الطاقة على متن الطائرة ، والوحدة الرئيسية للمحرك الكهربائي.

2. تصنيف تخطيط وخصائص نظام القيادة الكهربائية

• تدمج مجموعة محرك الكهرباء المركزية ، كما هو موضح في الشكل ، محرك محرك الأقراص مع علبة التروس ، واستبدل المحرك التقليدي وصندوق التروس ، ولكنه لا يزال يتطلب عمود القيادة وكذلك المحور التقليدي. من حيث الترتيب ، فهو مشابه لجماعة نقل الحركة التقليدية للسيارات. علاوة على ذلك ، يكون مسار الإرسال طويلًا ، وفقدان الطاقة كبير ، وكفاءة النظام منخفضة ؛ يتم احتلال المساحة السفلية بكميات كبيرة ، مما يجعل من الصعب ترتيب بطارية الطاقة. على سبيل المثال ، فإن مجموعة القيادة الكهربائية المركزية من نوع Cetrax الذي ينتج عن ZF Friedrichshafen AG في ألمانيا ، كما هو مبين في الشكل 3 ، مناسب للحافلات ذات الارتفاع المنخفض. استنادًا إلى نهج تصميم "التوصيل والقيادة" ، يمكن دمج CETRAX في منصات المركبات الحالية دون تغييرات كبيرة على الهيكل أو المحاور الأمامية والخلفية أو الفوارق. الحد الأقصى للإخراج وعزم دوران الذروة هو 300 كيلو واط و 400 نانومتر ، على التوالي.

• يظهر ترانساكسيل الكهربائي المدمج (المحاور المتوازية/المحورية/العمودية) في الرسم البياني ويدمج عبر ترانساكبل التقليدي مع محرك كهربائي ، وهو تباطؤ ويزيد من انخراطه واستخدامه مباشرة لقيادة العجلات. إنه يحفظ عمود الإرسال السابق ، وقوس التعليق والأجزاء الأخرى ، مما يجعل تكلفة التحميل منخفضة ؛ كفاءة انتقال عالية ؛ إنه يشغل مساحة أقل وهو أكثر ملاءمة لتخطيط حزم بطارية الطاقة ؛ وأقل فعالية من حيث NVH ؛ الكتلة غير المسبقة كبيرة وموفرة ، وقابلية المناورة للسيارة بأكملها ليست عالية. على سبيل المثال ، فإن محور محرك الأقراص المدمج بسرعتين لنموذج QT130 الذي تم إنتاجه بواسطة شركة Qingte Group Co. ، Ltd. ، كما هو موضح في الشكل 5 ، مناسب لجرار 49T مع حمولة مصنفة من 13 طن. يجعل مخطط تحول الحافة المغناطيسية المزدوجة أن تحول العتاد على نحو سلس وتجربة القيادة أكثر متعة. يطلق تكامل الأنظمة التقليدية بشكل فعال مساحة الهيكل ويوفر قابلية للنزاع بشكل أفضل.

• كما هو مبين في الشكل ، يلغي المحرك المتكامل للغاية والمخفض ومحور القيادة التقليدي عمود الإرسال والتفاضلية ، وكفاءة الإرسال عالية لأنها تتبنى انتقالًا تفاضليًا إلكترونيًا ؛ ويشغل مساحة أقل ، وتخطيط بطارية الطاقة أكثر ملاءمة ؛ ومع ذلك ، فإن الكتلة غير المسبقة كبيرة ، وهي ليست جيدة للتعامل مع السيارة بأكملها ، والتحكم التفاضلي الإلكتروني صعب. كما هو مبين في الشكل 7 ، يتبنى نوع المحرك محركًا غير متزامن ، والذي يتم تطبيقه على حافلة 10 أمتار 18 مترًا ، وهو الحد الأقصى للطاقة هو 2 × 125 كيلو واط ، وكتلة حمل المحور القصوى هي 13000 كجم على المحور ، مع آلية تباطؤ على مرحلتين.

• كما هو مبين في الشكل 8 ، فإن الجزء المحرك داخل العجلات متكامل للغاية معمحور محركالجزء [1] ، ومحرك القيادة يقود مباشرة العجلات هو اتجاه التنمية في المستقبل. يحتوي نظام القيادة هذا على أعلى كفاءة في الإرسال ، ولديه مزايا الوزن الخفيف وانخفاض استهلاك الطاقة ؛ تقترب كفاءة استرداد طاقة الكبح من 100 ٪ ، ولكن التكلفة مرتفعة. عندما يكون حجم المحرك كبيرًا ، فهناك مشاكل مثل ارتفاع درجة الحرارة ، وتزوير المغناطيسية ، ونظام السلسلة الصناعية ، وفي الوقت الحاضر ، فإن التكنولوجيا في هذا المجال ليست ناضجة. على سبيل المثال ، فإن محور الدافع الكهربائي داخل العجلات الناتجة عن الجذب الإلكتروني الهولندي ، كما هو مبين في الشكل 9 ، له انبعاثات صفر ، وتكلفة منخفضة للملكية ، وكفاءة تصل إلى 94 ٪ من البطارية إلى عجلة القيادة ، والتي هو أعلى بنسبة 15 ٪ من أنظمة القيادة الكهربائية العادية ، ويقلل من الأجزاء المتحركة. يتم زيادة النطاق بنسبة 20 ٪ ويتم تخفيض حجم البطارية بنسبة 20 ٪. سهلة الصيانة ، والضوضاء المنخفضة ، والراحة العالية والتكرار العالي ، تحتل التحكم المستقل للعجلات مساحة صغيرة ، واستخدام مرتفع للمساحة ، ووضع التحكم المرن ، وهو مناسب لحافلة وشاحنات 12 م ~ 18 متر من التطبيقات.

في الوقت الحاضر ، فإن الأنواع الشائعة لأنظمة القيادة الكهربائية للمركبات التجارية الجديدة هي أنظمة محركات كهربائية متكاملة مركزية ، ومحاور محرك كهربائي من جانب العجلات ، ومحاور محرك كهربائي متكامل. يتم استخدام محور القيادة الكهربائية المحورية المدمجة مركزيًا للشاحنات المتوسطة والثقيلة بالإضافة إلى شاحنات تفريغ واسعة الجسم. غالبًا ما يتم استخدام Transaxles الكهربائية الجانب في سلسلة الحافلات التي تزيد عن 10 أمتار. غالبًا ما يستخدم محور القيادة الكهربائية المدمجة في الشاحنات وسلسلة حافلة صغيرة من 6 أمتار. ينقسم محور القيادة الكهربائية المدمجة إلى ثلاثة أشكال: المحور المتوازي ، المحور المحوري والعمودي. من بينها ، يتم توصيل محرك محرك محور المحرك الكهربائي المدمج المحور العمودي ويقوده محور محرك الأقراص بزاوية عمودية ، ويتم اعتماد وضع تقليل التروس الزائد ، ونسبة السرعة صغيرة ، وكثافة طاقة النظام منخفضة. تم دمج العمود المتوازي مع محور محرك الكهرباء ، يتم ترتيب المحرك ومحور القيادة في حالة موازية ، والمحرك متعدد المواقع. في الغالب انتقال العتاد الأسطواني ، نسبة سرعة كبيرة ، كثافة طاقة عالية ؛ نظرًا للكتلة الكبيرة غير المسبقة والإزاحة ، فإن التعامل مع السيارة بأكملها سيئة. تتبنى محاور القيادة الكهربائية المتكاملة المحلية في الغالب نوع رمح متوازي.

بالمقارنة مع نظام محرك الأقراص المركزي ، فإن محور المحرك الكهربائي المتكامل لديه درجة عالية من التكامل من حيث المحرك ، المخفض ، التفاضلي والمحور ؛ من الصعب تصميم ومراقبة ناقل الحركة التلقائي وتكنولوجيا التحكم في نظام القيادة الكهربائية ؛ يحتل الهيكل مساحة صغيرة ، وترتيب البطارية مناسب ؛ يمكن أن يحقق انتعاشًا عاليًا للطاقة ، والوزن الخفيف ، وأقل بنسبة 10 ٪ ~ 25 ٪ من محرك الأقراص المركزي ، ويقلل بشكل فعال من استهلاك الطاقة ، وسرعة المحرك العالية ، والحجم الصغير ، وكثافة الطاقة العالية. ومع ذلك ، فإن المحرك وصندوق التروس تحت التعليق ، والكتلة غير المؤسسة كبيرة ، والتي لا تؤدي إلى تحسين معالجة المركبات والراحة. من الصعب تطوير تصميم وتحكم في ناقل الحركة التلقائي ، وتكنولوجيا التحكم في نظام القيادة الكهربائية ، ومحاور قيادة المركبات التجارية. إن المحرك وصندوق التروس في نظام محرك الأقراص المركزي أعلى من التعليق ، والكتلة غير المتوفرة صغيرة ، ومعالجة المركبات والراحة عالية. من الصعب تصميم والتحكم في عمليات النقل التلقائي وتطوير تقنيات التحكم لأنظمة القيادة الكهربائية.

اتجاه تطوير الشاحنات الثقيلة للطاقة الجديدة

من خلال تطوير وبحوث الشاحنات الثقيلة للطاقة الجديدة في هذه الصناعة ، مع الأخذ في الاعتبار العوامل الرئيسية مثل الاقتصاد والتكامل والسلامة ، إلى جانب اتجاه التطوير المستقبلي لأنظمة القيادة الكهربائية مع زيادة الوزن وعالي السرعة وعالي الكفاءة وموثوقية عالية وموثوقية عالية و جيد NVH ، اتجاه تطويرشاحنات ثقيلة طاقة جديدةيشمل بشكل أساسي الجوانب التالية.

1) انخفاض تكلفة الإنتاج وانخفاض تكلفة الصيانة. في الاستخدام اليومي للشاحنات الثقيلة للطاقة الجديدة ، يتطلب شحن الأكوام وصيانة المركبات وعمر البطارية قدرًا معينًا من الاستثمار في رأس المال. من أجل ضمان المتطلبات الاقتصادية ، يعد السعي لتحليل التكاليف وتكاليف الصيانة أحد الأهداف الرئيسية لتعزيز مركبات الطاقة الجديدة.

2) وزن الجسم خفيف الوزن ومعدل نظام التحكم الإلكتروني. كلما زادت كتلتها الخاصة ، زاد استهلاك الطاقة للبطارية أثناء التشغيل. تتطلب أنظمة القيادة الكهربائية مكونات أكثر وأكثر تعقيدًا للتحكم ، والنموذج هو وسيلة لتحويل الأنظمة المعقدة إلى وحدات أفضل يمكن التحكم فيها. في حين أن الوزن الخفيف وتحسين هيكله الخاص ، من الضروري أيضًا تلبية متطلبات القوة وتحسين معدل استخدام المواد الخام. اجعلها عالية السرعة وتقليل عزم الدوران المحرك. كفاءة عالية ، تقليل استهلاك الطاقة للسيارة بأكملها.

3) درجة التسلق الأكبر وأداء القوة القوية. إن الطاقة التي يمكن أن يوفرها نظام القيادة الكهربائية محدودة بعوامل مثل طاقة المحرك وحجم البطارية. الشاحنات الشاقة لها كتلة أثقل وسعة حمولة أعلى ، وغالبا ما تفتقر إلى الطاقة عند تسلق المنحدرات وظروف الطرق الضعيفة (الموحلة ، الحفر ، إلخ).

4) انخفاض استهلاك الطاقة وموثوقية عالية. يعد Cruiging Range أحد مؤشرات الأداء المهمة لمركبات الطاقة الجديدة ، وهي مهمة بشكل خاص في تشغيل الشاحنات الثقيلة للطاقة الجديدة. كمية الأميال المتبقية واستهلاك الطاقة في ظل ظروف الطريق المعقدة جميعها تقدم متطلبات أعلى للموثوقية. يتم إجراء دراسات طيف الحمل المتعمقة لتحديد المكونات المستهلكة وزيادة العمر العملية للنظام الكلي. تعزيز قدرة تحليل المحاكاة والتحقق من الاختبار في ظل ظروف العمل الشديدة.

5) تجربة القيادة الجيدة. استخدم كثافة الطاقة العالية وعزم الدوران لتحقيق تسارع أفضل ، وظروف طريق معقدة ، وصعوبة وأداء تجاوز. قم بتحسين NVH لنظام القيادة الكهربائية نفسه ، وذلك لتحسين جودة NVH للسيارة بأكملها.

خاتمة

باختصار ، يتم تقديم مبدأ العمل والتصنيف والمنتجات المحددة من القيادة الكهربائية ، ويتم وصف مخطط التكوين والتنفيذ لنظام القيادة الكهربائية في هذه المرحلة لفترة وجيزة. مع التطوير التدريجي للسيارات الكهربائية ، فإن تحديث وتكرار المنتجات المنخفضة قد تحسن بشكل كبير من الأداء وكفاءة النقل ونطاق الإبحار ، مما جعل الإرسال متعدد السرعة هو اتجاه تطوير نظام نقل المركبات الكهربائية في المستقبل. فيما يتعلق بالسيارات الكهربائية والمركبات التجارية ، فإن الأشكال الرئيسية لأنظمة القيادة الكهربائية هي محاور محرك كهربائي من جانب العجلات ، ومحاور محرك كهربائي متكامل ومجموعات محرك كهربائي مركزي. تستخدم سيارات الركاب في الغالب محاور القيادة الكهربائية للعجلة ، والشاحنات تستخدم في الغالب محاور محرك كهربائي متكامل أو مجموعات محرك مركزي ، والشاحنات الثقيلة مناسبة لتشكيل محاور محرك كهربائي متكامل أو مجموعات محرك مركزي. بعد المقارنة ، من أجل تلبية متطلبات الأداء الأعلى وتحقيق فوائد اقتصادية أفضل ، فإن نظام نظام القيادة الكهربائية باستخدام التكوين العام للمحرك عالي السرعة وصندوق التروس متعدد السرعة يتماشى مع اتجاه التطوير المستقبلي.