Trục trung tâm điện 66/123kW dành cho xe vận tải điện 4,5 tấn - 6,0 tấn / xe buýt 6m

Ưu điểm 1: Ưu điểm về chi phí

Việc sử dụng dầu có tuổi thọ cao lên đến 300.000 km, sử dụng vòng bi không cần bảo dưỡng ở đầu bánh xe, giúp giảm chi phí bảo trì;

Hệ thống này có hiệu suất cao, tiêu thụ điện năng thấp và chi phí vận hành thấp hơn;

Tuổi thọ của hệ thống B10 có thể đạt tới 1 triệu km, giúp người dùng yên tâm hơn khi sử dụng;

Ưu điểm 2: Mức độ tích hợp cao

Không có trục truyền động, giá đỡ hệ thống điện;

Động cơ và hộp số được tích hợp và lắp đặt trên trục dẫn động;

Có nhiều không gian để bố trí pin;

Ưu điểm 3: Hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng

Bánh răng xoắn thay thế bánh răng côn xoắn, và hiệu suất cơ học có thể đạt tới 98%;

Sử dụng động cơ làm mát bằng dầu hiệu suất cao và hệ thống bôi trơn chủ động, hiệu suất hệ thống có thể đạt tới 93%;

Trọng lượng được giảm đáng kể, cụ thể là giảm hơn 400kg so với hệ thống truyền động điện thuần túy trung tâm (cấu trúc trục kép);

Nó được sử dụng trong các sản phẩm của Nanlong, XCMG, Hypert, v.v.

Trong hệ thống truyền động của xe điện (EV), trục dẫn động điện đóng vai trò là thành phần cốt lõi "chặng cuối", kết nối động cơ với bánh xe. Bằng cách tích hợp các thành phần như động cơ dẫn động, bộ giảm tốc, bộ vi sai và trục bán nguyệt, nó ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi hoạt động, khả năng phản hồi công suất và độ êm ái khi lái xe. Bài viết này sẽ giải thích chi tiết nguyên lý hoạt động của nó, tiết lộ cách nó đạt được sự truyền tải năng lượng "điện → cơ học" hiệu quả.

(Sơ đồ cấu trúc trục truyền động điện)

I. Các thành phần cốt lõi của trục dẫn động điện: Một "trung tâm năng lượng" tích hợp

Trục truyền động điện bao gồm bốn mô-đun chính: động cơ dẫn động, bộ giảm tốc (hoặc hộp số), bộ vi sai và bán trục, với một số mẫu áp dụng tích hợp "ba trong một" hoặc "nhiều trong một" (ví dụ: động cơ + bộ giảm tốc + bộ điều khiển) để đơn giản hóa hơn nữa.

Động cơ truyền động: Hầu hết sử dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) để chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học, tạo ra công suất tốc độ cao (10.000-20.000 vòng/phút) và mô-men xoắn thấp (100-300 N·m).

Bộ giảm tốc: Bộ truyền động một hoặc nhiều cấp "giảm tốc độ và tăng mô-men xoắn", chuyển đổi tốc độ cao của động cơ thành tốc độ thấp cần thiết cho bánh xe (≈1.500-3.000 vòng/phút) và mô-men xoắn cao (1.000-3.000 N·m).

Chênh lệch: Cho phép bánh xe bên trái và bên phải quay với tốc độ khác nhau (ví dụ: bánh xe ngoài quay nhanh hơn khi rẽ), ngăn ngừa hiện tượng mòn lốp và đảm bảo khả năng điều khiển linh hoạt.

Trục bán nguyệt: Trục có độ bền cao nối bộ vi sai với các bánh xe, truyền mô-men xoắn và chịu tải trọng của bánh xe.

(Sơ đồ hình dạng của trục truyền động điện)

II. Nguyên lý hoạt động của trục truyền động điện: Bốn bước truyền năng lượng

1. Nguồn năng lượng điện đầu vào:Pin lithium cao áp (300-800V DC) cung cấp nguồn điện DC, được bộ điều khiển động cơ (bao gồm cả bộ biến tần) chuyển đổi thành nguồn điện AC ba pha và cấp cho động cơ dẫn động. Bộ điều khiển điều chỉnh công suất đầu ra một cách linh hoạt thông qua bus CAN, sử dụng dữ liệu thời gian thực như tín hiệu bàn đạp ga, tốc độ xe và trạng thái sạc của pin (SOC) (ví dụ: kích hoạt xả cực đại trong quá trình tăng tốc nhanh).

2. Chuyển đổi điện từ: Dòng điện xoay chiều ba pha cấp vào cuộn dây stato của động cơ tạo ra từ trường quay (RMF) với tốc độ ns = 60f/P (f: tần số dòng điện; p: số cặp cực). Rôto (có gắn nam châm vĩnh cửu) quay theo từ trường quay nhờ "nguyên lý trở kháng tối thiểu", đồng bộ tốc độ rôto nr với ns để đạt được chuyển đổi "điện → cơ" (hiệu suất: 95%-97%).

(Sơ đồ cấu trúc trục truyền động điện)

3. Giảm tốc độ và tăng mô-men xoắn:Dòng điện tốc độ cao từ động cơ đi vào hộp giảm tốc, sử dụng tỷ số truyền (ví dụ: 8-12:1) để giảm tốc độ và tăng mô-men xoắn. ​​Ví dụ, đầu vào 10.000 vòng/phút với mô-men xoắn 200 N·m sẽ trở thành đầu ra 1.000 vòng/phút với mô-men xoắn 2.000 N·m sau khi sử dụng tỷ số truyền 10:1, phù hợp với yêu cầu dẫn động bánh xe.

4. Điều chỉnh vi sai và công suất đầu ra: Công suất giảm được truyền đến bộ vi sai, bộ phận này phân phối mô-men xoắn giữa bánh xe trái và phải thông qua các bánh răng hành tinh—đồng bộ hóa tốc độ khi lái xe thẳng và cho phép tốc độ khác nhau khi vào cua để ngăn ngừa hiện tượng lốp bị kéo lê. Cuối cùng, bộ vi sai truyền công suất đến các bánh xe thông qua các trục bán nguyệt, giúp xe chuyển động.

III. Ưu điểm kỹ thuật của trục dẫn động điện: Tại sao nó trở thành tiêu chuẩn trong xe điện?

So với các trục truyền động ICE truyền thống (chỉ có bộ giảm tốc + bộ vi sai), thiết kế tích hợp và thông minh của trục truyền động điện mang lại ba lợi ích chính:

Hiệu suất cao: Loại bỏ bộ ly hợp, hộp số nhiều cấp và các bộ phận khác, rút ​​ngắn chuỗi truyền động 30% và giảm tổn thất năng lượng từ 15% đến 20%, trực tiếp mở rộng phạm vi hoạt động (ví dụ: xe điện có trục dẫn động điện đạt phạm vi hoạt động hơn 600km).

Phản ứng nhanh: Mô-men xoắn cực đại của động cơ đạt được trong vòng 0,1 giây, kết hợp với khả năng vào số nhanh của bộ giảm tốc, mang lại khả năng tăng tốc vượt trội (ví dụ: Tesla Model 3 đạt tốc độ 0-100km/h trong 5,6 giây).

Độ ồn thấp: Loại bỏ hiện tượng giật cục khi chuyển số ở hộp số nhiều cấp, và cơ cấu đơn giản hóa giúp giảm rung động—giảm tiếng ồn trong cabin từ 5-8 dB, mang lại trải nghiệm lái xe thoải mái hơn.

(Sơ đồ cấu trúc trục truyền động điện)

Phần kết luận

Trục truyền động điện là "đầu dây thần kinh" của hệ thống truyền động điện cho xe điện, cho phép chuyển đổi năng lượng "điện → cơ khí" hiệu quả thông qua hoạt động phối hợp của động cơ điện, bộ giảm tốc, bộ vi sai và bán trục. Với những tiến bộ trong tích hợp (ví dụ: trục "đa chức năng"), vật liệu (ví dụ: bán trục bằng sợi carbon) và điều khiển thông minh (ví dụ: điều chỉnh đồng bộ VCU), các trục truyền động điện trong tương lai sẽ tối ưu hóa hơn nữa mức tiêu thụ năng lượng và hiệu suất, trở thành yếu tố then chốt giúp các phương tiện năng lượng mới trên toàn cầu đạt được "phạm vi hoạt động xa hơn và công suất mạnh hơn".