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新能源卡车力争上游,后桥驱动配置有何转变?

在“3060”碳中和政策的落地和推动下,传统燃油卡车朝着新能源方向转型,逐步走进卡友们的视野,而卡车的驱动配置也从最初燃油车型的传统后桥配置,到纯电动车型的电机+传统后桥配置,再到如今的电驱桥技术。那么它们之间到底有什么区别?今天来跟卡友们说道说道。

传统驱动后桥:多年发展,优秀可靠

传统燃油车型发展时间久、底盘相对成熟、结构整体稳定。其中后驱桥由主减速器、差速器、传动齿轮装置和驱动桥壳等组成,负责将传动轴送过来的动力合理分配到两边的车轮上。

历经多年时间的发展,传统燃油卡车的后桥不断迭代。无论是搭载最为广泛的普通半轴桥,还是目前常见的、更好用的轮边减速桥,都伴随卡友们在货物运输这条致富财路上砥砺前行。

同样,随着纯电动技术发展逐渐成熟,纯电动卡车的驱动形式也在不断迭代,目前主要流行三种驱动模式:中央电机驱动,集成式电驱桥以及分布式电驱桥。

中央电机驱动:结构简单,场景受限

最早的纯电动驱动方案沿用燃油车的成熟技术,只是将发动机替换为了电机,因电机靠近整车的中心位置,所以被命名为中央电机驱动。这种驱动方式对燃油车型底盘的布局改动较少,结构简单,具备成本低,能快速产业化应用的优势。

采埃孚应用了此驱动方式研发出ZF CeTrax中心驱动系统,在国外低地板公交车型广泛使用;法士特研发了电机直驱+变速箱+驱动桥的动能输出形式,着重钻研纯电变速箱,其自主研发的2挡纯电变速箱,最大扭矩达500N·m,可匹配载重10T及以下的轻卡

可见中央电机驱动在客车和轻卡领域使用较多,却没有在重卡领域得以重用,主要是一个驱动电机无法满足重卡大功率、大扭矩的工作条件,而采用双电机驱动的中央电机驱动形式,虽然可以满足重卡的工作环境,但是受系统成本较高、重量较大、结构和控制比较复杂等因素,始终无法得以广泛应用。

集成式电驱桥:多项优势,国内主流

在中央电机驱动系统中,驱动电机输出的动能经过变速箱,再经过驱动桥,最后能直接作用于驱动车轮的动力被大幅削减。为了追求更强的动力性能,满足卡友的用车需求,市场逐步出现将电机、逆变器、电驱变速器三大部件集成在驱动桥的新驱动模式,在此驱动模式下,集成式电驱桥应运而生。

其中,动能经过减速增扭,直接用于驱动车轮,传动效率相较中央电机驱动模式大幅提高;还节省了传动轴、悬置支架等零部件,装车成本降低,自重减轻;额外节省出的空间还能布置动力电池包,提升车辆续航性能。

在自身优势以及技术、政策的大环境加持下,目前集成式电驱桥是国内纯电动卡车应用最广泛的驱动形式,品牌种类繁多。

例如比亚迪推出了8X4纯电自卸车,采用的是自主研发并批量应用的双联中央电机驱动桥,即两组电动集成化多级减速驱动桥,最大爬坡度大于50%,传动效率高达95%以上,如在云贵川地区从事砂石料等资源运输的卡友就能高效运输。

分布式电驱桥:高度集成,未来趋势

根据电机位置的不同,除了集中式电驱桥,还有一种效率更高、能耗更低、更轻量化的分布式电驱桥。

分布式电驱桥还分为两种模式,分别为轮边电机驱动和轮毂电机驱动。其中,可以把轮边电机驱动系统理解为:在驱动桥的两边,分别将驱动电机直接安装在每个驱动轮附近,同时驱动电机、减速器、制动钳等部件仍然集成在驱动桥上。

这种技术结构简单,有更高的传动系统效率,还能根据现代控制技术针对各个驱动轮电机的转速、转向等参数进行调整,完成传统车型难以实现的高性能控制目标,从而大幅改善新能源车辆的行驶性能。

目前奔驰卡车已经研发出轮边电机驱动桥,并应用在奔驰电动重卡Actros中;在国内,比亚迪也自主研发出轮边电驱桥,其中搭载K9轮边电动驱动桥的比亚迪K9电动大巴已经量产多年,并持续销往美国欧洲日本等发达国家,多次获得交付超百辆的优异成绩。

而轮毂电机驱动则是将电机、制动、轮毂等系统集合在车轮轮毂中,舍弃了传统的变速器、传动轴、差速器等部件,实现了高度集成化。因其设计难度之高、研发成本之大、周期之长,目前国内还没有实现量产的车企,未来或许会有研究方向上的突破。

写在最后

总的来看,纯电动驱动形式由最开始的简单替换发动机位置,到最后走向车轮轮毂的高度集成化,整体效率更高,空间更大的性能追求。受技术和成本影响,目前集成式电驱桥的驱动模式依然是国内主流,但是相信,随着时间的流逝,后桥驱动模式一定会迎来技术突破,分布式驱动模式将成为未来的核心产品,我们期待各大车企能实现技术升级,推动卡车新能源化的高质量发展!

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