电动重卡的市场渗透率还在持续提升,但很多用户对电动重卡的配置还不是非常了解,尤其是电驱桥。电动重卡的电驱桥种类主要有哪些,选择时需要注意哪些要点?本文将从电驱桥的结构、电机数量、变速箱挡位、取力器设计等维度,来为用户进行详细解析。

电驱桥的结构

传统驱动桥分为四大分总成:一是桥壳。这是驱动桥承载的关键部件,按照生产工艺分为冲压钢板拼焊、液压胀型、精密铸造。冲压钢板拼焊工艺的优势是价格便宜、重量较轻;液压胀型工艺的优势是轻量化;精密铸造工艺的优势是承载能力强。

二是主减。是将传动轴扭矩转化为驱动轮扭矩的部件。行业通常说的485、440、400车桥,其数字就是主减的背齿直径,背齿直径越大则代表整车承载能力更强、轮端输出扭矩更大。主减的速比是影响整车动力性、经济性的重要参数。另外,主减内部有轮间差速器,车辆在转弯时,可通过轮间差速器调节内侧和外侧的轮胎转速。

三是轮端。轮端是安装轮胎并高速旋转的部件。之前的轮端采用油脂润滑,在车辆行驶5万公里左右需要对轮端进行保养。目前,大部分重卡车桥已经采用了免维护轮端。

四是制动系统。目前主要有鼓式、盘式制动。而鼓式制动又分为凸轮轴制动和楔式制动。由于楔式制动的结构简单、刹车灵敏,不占用车架内部空间,因此已经成为重卡行业的主流。

图片5.png某品牌电驱桥:桥壳、轮端、制动与传统驱动桥基本相同

电动重卡电驱桥与柴油重卡驱动桥基本相同,主要有两种结构。

结构1,整体式桥壳结构:桥壳、轮毂、制动三大部分完全继承传统驱动桥,仅仅是在前法兰位置固定“电机+变速箱”的总成,电机的输出扭矩通过变速箱降速增扭,最后驱动车辆前进或倒退。

图片6.png某品牌电动重卡的电驱桥,采用整体式桥壳结构

这种结构最大的优势是结构简单,桥壳、轮端、制动采用柴油重卡的成熟模块,成本偏低。最大的劣势是:受空间的制约,变速箱很难设计成3挡以上,没有空间安装取力器。另外,整个电驱桥的重心不在轴线上,车辆在急加速、急减速时,电驱桥会出现“抬头、点头”现象。

图片7.png采用三段式桥壳结构的电驱桥 

结构2,三段式桥壳结构:两侧是方形桥壳,中间则是电动机和变速箱总成,采用法兰+螺栓连接。这种结构最大的优势是结构紧凑,变速箱可以设计成3、4、6挡,提升了整车的动力性和经济性。缺点是桥壳分为三段,通过法兰+螺栓连接会增加整体重量。但三段式桥壳的承载能力没有问题,最大可以达到13吨。

图片8.png某品牌电动重卡匹配三段式电驱桥

商车邦认为:从生产成本上分析,结构1要优于结构2,目前市场上多款电驱桥都采用整体式桥壳结构;从未来发展趋势来讲,三段式桥壳结构紧凑,变速箱多挡位有利于提升车辆的动力性和经济性,是目前电驱桥发展的主流。

电机数量的选择

图片9.png某品牌最新自研的重卡电驱桥,采用单电机

电动重卡电驱桥受安装空间限制,通常只安装1个电机。例如,某品牌最新开发的电驱桥,单电机峰值功率为390kW(530马力)、峰值扭矩720Nm,额定功率为210kW(285马力)、峰值扭矩350Nm。如果要想继续提升电驱桥的功率,需要安装两个电机。例如一前一后布置,共同驱动主减,或者采用电机分布式设计,例如:美国特斯拉SEMI的2桥为加速驱动桥,采用2台电机一前一后布置,每个电机单独驱动一个半轴,采用电子差速系统,可根据方向盘转角来计算出后桥左右两侧轮胎的转速,从而去掉了主减。

图片10.png特斯拉SEMI电动重卡的电驱桥

另外,两个电机的优势是可以根据使用工况来调整驱动策略,以实现整车最佳的动力性和经济性。在车辆起步、急加速、重载爬坡时采用两个电机共同驱动,以提升动力性;而高速巡航时则使用一个电机以接近满功率驱动,而另一个电机停机,来提升经济性。

电驱桥选1个电机还是2个电机,要根据实际使用场景来选择。如果是在北方平原区域行驶,建议选择1个电机;如果是在西南区域的山区道路行驶,则建议选择2个电机。

变速箱挡位

理论上来讲,变速箱挡位越多,头挡速比大、最高挡速比小,则有利于提升整车的动力性和经济性。电动重卡集中驱动的变速箱,固定在车架中间,有足够的横向和纵向尺寸来设计和布置多挡位变速箱。例如欧洲某品牌的“油改电”重卡,直接采用传统燃油重卡的变速箱,其挡位有12个。但商车邦认为:电机的万有特性曲线远高于发动机,采用12个挡位变速箱存在一定的性能过剩。相比之下,6个挡位即可应对电动重卡的各种复杂工况。

    对于整体式桥壳结构的电驱桥,通常变速箱设计2个挡位;对于三段式桥壳的电驱桥,变速箱位于车桥中间位置,则可以设计3、4、6挡。以某品牌重卡最新研发的电驱桥为例,其3挡变速箱的速比为:67.6、31.5、15.3,轮端最大输出扭矩高达48700Nm。

商车邦建议,如果仅在北方平原区域行驶,则选择2挡变速,其价格便宜、可靠性高;如果是在南方丘陵区域行驶,则建议选择3挡变速;如果是在西南区域的山区道路行驶,则建议选择4挡变速。

取力器设计

图片11.png某品牌电动重卡的电驱桥没有取力器,安装了小电机驱动液压油泵

很多老款的重卡电驱桥,由于空间位置有限,则没有设计取力器。这类车型只适合散杂零担、快递快运等使用场景。但是目前国内电动重卡主要应用在资源类运输场景,例如:煤炭、砂石料、矿石等,所牵引的挂车都是侧翻自卸或后翻自卸,需要取力器装置。根据商车邦调研发现,由于某些电动重卡的电驱桥没有取力器,只能在驾驶室后方再安装一个小电机,单独驱动液压油泵。很显然,这个小电机使用率很低、在车辆行驶过程当中是“死重”,增加了整车的重量和成本。

图片12.png某品牌最新自研的电驱桥,左侧为电机,中间为变速箱、右侧为取力器

目前,很多新款电驱桥都设计了取力器,解决了自卸挂车液压动力的问题。商车邦建议:用户在选择电驱桥时,尽量选配取力器。即使新车目前跑快递快运场景,暂时用不上取力器,但是需要考虑3—4年之后卖二手。通常二手电动重卡跑资源类运输场景,都会用上取力器。

    “大电量、长续航、电驱桥”是电动重卡的长期发展趋势。以上就是电动重卡电驱桥选择的关键要素,建议用户可根据自己实际使用场景来选择相应的参数配置。