4,5-6,0 tonluk elektrikli lojistik araç / 6 metrelik otobüs için 66/123kW Merkezi E-aks

Avantaj 1: Maliyet avantajı

300.000 kilometre ömürlü yağ kullanımı, tekerlek ucunda bakım gerektirmeyen rulmanların kullanılması, daha düşük bakım maliyetleri;

Bu düzenek yüksek verimliliğe, düşük güç tüketimine ve düşük işletme maliyetlerine sahiptir;

B10 sisteminin kullanım ömrü 1 milyon kilometreye ulaşabiliyor, bu da kullanımını daha güvenli hale getiriyor;

Avantaj 2: Yüksek entegrasyon seviyesi

Şaft yok, güç sistemi bağlantı noktası yok;

Motor ve şanzıman entegre edilmiş olup tahrik aksına monte edilmiştir;

Pillerin yerleştirilmesi için bolca alan mevcut;

Avantaj 3: Yüksek verimlilik ve enerji tasarrufu

Helisel dişliler, helisel konik dişlilerin yerini alır ve mekanik verimlilik %98'e ulaşabilir;

Yüksek verimli yağ soğutmalı motor ve aktif yağlama sistemi kullanılarak, sistem verimliliği %93'e kadar ulaşabilir;

Ağırlık önemli ölçüde azalmıştır ve merkezi saf elektrikli tahrik sistemine (çift akslı yapı) kıyasla ağırlık 400 kg'dan fazla azalmıştır;

Nanlong, XCMG, Hypert vb. markalarda kullanılmaktadır.

Elektrikli araçların (EV) güç aktarma sisteminde, elektrikli tahrik aksı, motoru tekerleklere bağlayan "son kilometre" temel bileşeni olarak görev yapar. Tahrik motoru, redüktör, diferansiyel ve yarım şaft gibi bileşenleri entegre ederek, aracın menzilini, güç tepkisini ve sürüş akıcılığını doğrudan etkiler. Bu makale, çalışma prensibini ayrıntılı olarak açıklayarak, verimli "elektrik → mekanik" enerji transferini nasıl sağladığını ortaya koymaktadır.

(Elektrikli Tahrik Aksının Yapı Şeması)

I. Elektrikli Tahrik Aksının Temel Bileşenleri: Entegre Bir "Enerji Merkezi"

Elektrikli tahrik aksı dört temel modülden oluşur: tahrik motoru, redüktör (veya şanzıman), diferansiyel ve yarım şaft; bazı modellerde ise daha fazla basitleştirme için "üçü bir arada" veya "çoklu bir arada" entegrasyon (örneğin, motor + redüktör + kontrolör) kullanılır.

Tahrik Motoru: Çoğu, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için kalıcı mıknatıslı senkron motorlar (PMSM) kullanır ve yüksek hızlı (10.000-20.000 rpm), düşük torklu (100-300 N·m) güç üretir.

Redüktör: Motorun yüksek hızını tekerleğin gerektirdiği düşük hıza (≈1.500-3.000 rpm) ve yüksek torka (1.000-3.000 N·m) dönüştüren, "hızı düşüren ve torku artıran" tek veya çok kademeli bir dişli takımı.

Diferansiyel: Sol ve sağ tekerleklerin farklı hızlarda dönmesine olanak tanır (örneğin, dönüşlerde dış tekerlekler daha hızlı döner), böylece lastik sürtünmesi önlenir ve direksiyon esnekliği sağlanır.

Yarım Şaft: Diferansiyeli tekerleklere bağlayan, torku ileten ve tekerlek yüklerini destekleyen yüksek mukavemetli bir mil.

(Elektrikli Tahrik Aksının Görünüm Şeması)

II. Elektrikli Tahrik Aksının Çalışma Prensibi: Dört Aşamalı Enerji Aktarımı

1. Elektrik Enerjisi Girişi:Yüksek voltajlı lityum piller (300-800V DC), doğru akım gücü sağlar; bu güç, motor kontrol ünitesi (invertör dahil) tarafından üç fazlı alternatif akıma dönüştürülerek tahrik motoruna iletilir. Kontrol ünitesi, gaz pedalı sinyalleri, araç hızı ve pil şarj durumu (SOC) gibi gerçek zamanlı verileri kullanarak (örneğin, hızlı ivmelenme sırasında tepe deşarjını tetikleyerek) CAN veri yolu üzerinden çıkış gücünü dinamik olarak ayarlar.

2. Elektromanyetik Dönüşüm: Motorun stator sargılarına uygulanan üç fazlı alternatif akım girişi, ns= 60f/P (f: akım frekansı; p: kutup çiftleri) hızında dönen bir manyetik alan (RMF) oluşturur. Kalıcı mıknatıslarla donatılmış rotor, "minimum relüktans prensibi" nedeniyle RMF'yi takip ederek rotor hızı nr'yi ns ile senkronize eder ve "elektrik → mekanik" dönüşümü (verimlilik: %95-%97) gerçekleştirir.

(Elektrikli Tahrik Aksının Yapı Şeması)

3. Hız Azaltma ve Tork Artırma:Motorun yüksek hızlı çıkışı, hızı düşürmek ve torku artırmak için dişli oranları (örneğin, 8-12:1) kullanan redüktöre girer. Örneğin, 200 N·m tork ile 10.000 rpm giriş, 10:1 oranından sonra tekerlek tahrik gereksinimlerine uygun olarak 2.000 N·m tork ile 1.000 rpm çıkışa dönüşür.

4. Diferansiyel Regülasyon ve Güç Çıkışı: Azalan güç, planet dişliler aracılığıyla torku sol ve sağ tekerlekler arasında dağıtan diferansiyele aktarılır; bu da düz yolda sürüşte hızları senkronize eder ve dönüşlerde lastik sürtünmesini önlemek için farklı hızlara izin verir. Son olarak, diferansiyel gücü yarım şaftlar aracılığıyla tekerleklere ileterek aracı hareket ettirir.

III. Elektrikli Tahrik Aksının Teknik Avantajları: Neden Elektrikli Araçlarda Standarttır?

Geleneksel içten yanmalı motorlu akslara (sadece redüktörler + diferansiyeller) kıyasla, elektrikli tahrik aksının entegre ve akıllı tasarımı üç temel avantaj sunar:

Yüksek Verimlilik: Debriyajları, çok vitesli şanzımanları ve diğer bileşenleri ortadan kaldırarak, şanzıman zincirini %30 kısaltır ve enerji kaybını %15-20 azaltır; bu da menzili doğrudan artırır (örneğin, elektrikli tahrik aksına sahip elektrikli araçlar 600 km'nin üzerinde menzile ulaşır).

Hızlı Müdahale: Motor torku 0,1 saniye içinde zirveye ulaşır ve redüktörün hızlı vites geçişiyle birleşerek üstün bir ivme sağlar (örneğin, Tesla Model 3 0-100 km/sa hıza 5,6 saniyede ulaşır).

Düşük Gürültü: Çok vitesli şanzımanlardaki vites değiştirme sarsıntılarını ortadan kaldırır ve basitleştirilmiş mekanizma titreşimleri azaltarak kabin gürültüsünü 5-8 dB düşürür ve daha konforlu bir sürüş sağlar.

(Elektrikli Tahrik Aksının Yapı Şeması)

Çözüm

Elektrikli tahrik aksı, elektrikli araç güç aktarımının "sinir ucu"dur ve motor, redüktör, diferansiyel ve yarım şaftın koordineli çalışmasıyla verimli "elektrik → mekanik" enerji dönüşümünü sağlar. Entegrasyon (örneğin, "çoklu entegre" akslar), malzeme (örneğin, karbon fiber yarım şaftlar) ve akıllı kontrol (örneğin, VCU eş ayarı) alanlarındaki gelişmelerle, gelecekteki elektrikli tahrik aksları enerji tüketimini ve performansı daha da optimize ederek, küresel yeni enerji araçlarının "daha uzun menzil ve daha güçlü güç" elde etmesi için kritik bir unsur haline gelecektir.