محور مرکزی E با قدرت ۶۶/۱۲۳ کیلووات برای خودروی لجستیکی برقی ۴.۵T-۶.۰T / اتوبوس ۶ متری

مزیت ۱: مزیت هزینه

استفاده از ۳۰۰۰۰۰ کیلومتر روغن با عمر طولانی، استفاده از یاتاقان‌های بدون نیاز به تعمیر و نگهداری در انتهای چرخ، هزینه‌های نگهداری کمتر؛

این مجموعه دارای راندمان بالا، مصرف برق پایین و هزینه‌های عملیاتی پایین‌تری است.

طول عمر سیستم B10 می‌تواند به ۱ میلیون کیلومتر برسد که استفاده از آن را بدون نگرانی می‌کند.

مزیت ۲: سطح بالای ادغام

بدون شفت انتقال قدرت، سیستم قدرت نصب شده؛

موتور و گیربکس یکپارچه شده و روی محور محرک نصب شده‌اند؛

فضای کافی برای چیدمان باتری؛

مزیت ۳: راندمان بالا و صرفه‌جویی در مصرف انرژی

چرخ‌دنده‌های مارپیچ جایگزین چرخ‌دنده‌های مخروطی مارپیچ می‌شوند و راندمان مکانیکی آن‌ها می‌تواند به ۹۸٪ برسد.

با استفاده از موتور خنک شونده با روغن با راندمان بالا و سیستم روانکاری فعال، راندمان سیستم می‌تواند تا ۹۳٪ برسد؛

وزن به طور قابل توجهی کاهش یافته است و در مقایسه با سیستم محرک الکتریکی مرکزی (ساختار دو محوره)، وزن بیش از ۴۰۰ کیلوگرم کاهش یافته است.

در نانلونگ، ایکس‌سی‌ام‌جی، هایپرت و غیره استفاده می‌شود.

در سیستم انتقال قدرت خودروهای الکتریکی (EV)، محور محرک الکتریکی به عنوان قطعه اصلی "مایل نهایی" عمل می‌کند که موتور را به چرخ‌ها متصل می‌کند. با ادغام قطعاتی مانند موتور محرک، کاهنده سرعت، دیفرانسیل و نیم شفت، این قطعه مستقیماً بر برد خودرو، پاسخ قدرت و نرمی رانندگی تأثیر می‌گذارد. این مقاله اصول کار آن را به تفصیل توضیح می‌دهد و نشان می‌دهد که چگونه به انتقال انرژی "الکتریکی → مکانیکی" کارآمد دست می‌یابد.

(نمودار ساختار محور محرک الکتریکی)

I. اجزای اصلی محور محرک الکتریکی: یک "هاب انرژی" یکپارچه

محور محرک الکتریکی شامل چهار ماژول کلیدی است: موتور محرک، کاهنده (یا گیربکس)، دیفرانسیل و نیم‌شفت، که برخی مدل‌ها برای ساده‌سازی بیشتر، از ادغام «سه در یک» یا «چند در یک» (مثلاً موتور + کاهنده + کنترلر) استفاده می‌کنند.

موتور محرک: بیشتر آنها از موتورهای سنکرون آهنربای دائم (PMSM) برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی استفاده می‌کنند و توان با سرعت بالا (10000 تا 20000 دور در دقیقه) و گشتاور کم (100 تا 300 نیوتن متر) تولید می‌کنند.

کاهنده: یک مجموعه چرخ‌دنده تک یا چند مرحله‌ای که «سرعت را کاهش و گشتاور را افزایش می‌دهد» و سرعت بالای موتور را به سرعت پایین مورد نیاز چرخ (حدود ۱۵۰۰ تا ۳۰۰۰ دور در دقیقه) و گشتاور بالا (۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ نیوتن متر) تبدیل می‌کند.

دیفرانسیل: به چرخ‌های چپ و راست اجازه می‌دهد با سرعت‌های مختلف بچرخند (مثلاً چرخ‌های بیرونی هنگام پیچیدن سریع‌تر می‌چرخند)، از ساییدگی لاستیک جلوگیری می‌کند و انعطاف‌پذیری فرمان را تضمین می‌کند.

نیم شفت: یک شفت با استحکام بالا که دیفرانسیل را به چرخ‌ها متصل می‌کند، گشتاور را منتقل می‌کند و بارهای چرخ را تحمل می‌کند.

(نمودار ظاهری محور محرک الکتریکی)

دوم. اصل کار محور محرک الکتریکی: چهار مرحله انتقال انرژی

۱. ورودی انرژی الکتریکی:باتری‌های لیتیومی ولتاژ بالا (300-800 ولت DC) برق DC را تأمین می‌کنند که توسط کنترلر موتور (شامل یک اینورتر) به AC سه فاز تبدیل شده و به موتور محرک تغذیه می‌شود. کنترلر به صورت پویا برق خروجی را از طریق باس CAN تنظیم می‌کند و از داده‌های بلادرنگ مانند سیگنال‌های پدال گاز، سرعت خودرو و وضعیت شارژ باتری (SOC) استفاده می‌کند (مثلاً، با فراخوانی حداکثر تخلیه در هنگام شتاب‌گیری سریع).

۲. تبدیل الکترومغناطیسی: ورودی AC سه فاز به سیم‌پیچ‌های استاتور موتور، یک میدان مغناطیسی دوار (RMF) با سرعت ns= 60f/P(f: فرکانس جریان؛ p: جفت قطب‌ها) تولید می‌کند. روتور (که با آهنرباهای دائمی جاسازی شده است) به دلیل "اصل حداقل رلوکتانس" از RMF پیروی می‌کند و سرعت روتور nr را با ns همگام‌سازی می‌کند تا به تبدیل "الکتریکی → مکانیکی" (راندمان: ۹۵٪-۹۷٪) دست یابد.

(نمودار ساختار محور محرک الکتریکی)

۳. کاهش سرعت و تقویت گشتاور:خروجی پرسرعت موتور وارد کاهنده می‌شود که از نسبت‌های دنده (مثلاً ۸-۱۲:۱) برای کاهش سرعت و افزایش گشتاور استفاده می‌کند. به عنوان مثال، ورودی ۱۰۰۰۰ دور در دقیقه با گشتاور ۲۰۰ نیوتن متر پس از نسبت ۱۰:۱ به خروجی ۱۰۰۰ دور در دقیقه با گشتاور ۲۰۰۰ نیوتن متر تبدیل می‌شود که با الزامات سیستم محرک چرخ مطابقت دارد.

۴. تنظیم دیفرانسیل و توان خروجی: قدرت کاهش‌یافته به دیفرانسیل منتقل می‌شود که گشتاور را از طریق چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای بین چرخ‌های چپ و راست توزیع می‌کند - سرعت‌ها را در رانندگی مستقیم هماهنگ می‌کند و به دیفرانسیل اجازه می‌دهد در هنگام پیچیدن سرعت داشته باشد تا از کشیده شدن لاستیک‌ها جلوگیری شود. در نهایت، دیفرانسیل از طریق نیم‌شفت‌ها قدرت را به چرخ‌ها می‌فرستد و وسیله نقلیه را به حرکت در می‌آورد.

III. مزایای فنی محور محرک الکتریکی: چرا در خودروهای برقی استاندارد است؟

در مقایسه با محورهای احتراق داخلی سنتی (فقط گیربکس + دیفرانسیل)، طراحی یکپارچه و هوشمند محور محرک الکتریکی سه مزیت کلیدی ارائه می‌دهد:

راندمان بالا: کلاچ‌ها، گیربکس‌های چند سرعته و سایر اجزا را حذف می‌کند، زنجیره گیربکس را 30٪ کوتاه‌تر می‌کند و اتلاف انرژی را 15٪ تا 20٪ کاهش می‌دهد - که مستقیماً برد را افزایش می‌دهد (به عنوان مثال، خودروهای برقی با محورهای محرک الکتریکی به برد بیش از 600 کیلومتر می‌رسند).

واکنش سریع: گشتاور موتور در عرض 0.1 ثانیه به اوج خود می‌رسد، که با درگیری سریع دنده کاهنده همراه است و شتاب فوق‌العاده‌ای را ارائه می‌دهد (به عنوان مثال، تسلا مدل 3 در 5.6 ثانیه به سرعت 100 کیلومتر در ساعت می‌رسد).

نویز کم: شوک‌های تعویض دنده را از گیربکس‌های چند سرعته حذف می‌کند و مکانیک ساده‌شده، لرزش‌ها را کاهش می‌دهد - صدای کابین را ۵ تا ۸ دسی‌بل کاهش می‌دهد تا رانندگی راحت‌تری داشته باشید.

(نمودار ساختار محور محرک الکتریکی)

نتیجه‌گیری

محور محرک الکتریکی، "پایانه عصبی" انتقال قدرت خودروهای برقی است که تبدیل انرژی "الکتریکی → مکانیکی" کارآمد را از طریق عملکرد هماهنگ موتور، کاهنده، دیفرانسیل و نیم شفت امکان‌پذیر می‌سازد. با پیشرفت در یکپارچه‌سازی (مثلاً محورهای "چند در یک")، مواد (مثلاً نیم شفت‌های فیبر کربنی) و کنترل هوشمند (مثلاً تنظیم همزمان VCU)، محورهای محرک الکتریکی آینده، مصرف انرژی و عملکرد را بیشتر بهینه می‌کنند و به یک عامل حیاتی برای خودروهای انرژی جدید جهانی تبدیل می‌شوند تا به "برد بیشتر و قدرت قوی‌تر" دست یابند.