Układ napędowy elektryczny rozwija się w kierunku wielofunkcyjnym, łącząc kompaktowe rozmiary, niską masę, wysoką wydajność i niski poziom hałasu, co zapewnia większą przestrzeń, wyższą wytrzymałość i bardziej komfortowe warunki jazdy dla pojazdu. ▶ Kierunek rozwoju: Technologia współosiowych przekładni planetarnych jest zgodna z celami rozwojowymi elektrycznych układów napędowych i staje się głównym trendem dla przyszłych elektrycznych układów napędowych, szczególnie w produktach o wysokim momencie obrotowym. Aby zapewnić użytkownikom wysoką wydajność, przekładnie planetarne będą stopniowo dominować na rynku. Zarówno krajowi producenci OEM, jak i producenci Tier1 aktywnie inwestują i rozwijają tę technologię. Główne komponenty i procesy przekładni planetarnych, takie jak pierścienie zębate, mechanizmy przekładni planetarnych, tłoczenie jarzm przekładni planetarnych i spawanie, wykazują znaczny potencjał wzrostu. Aby sprostać wymaganiom użytkowników w zakresie optymalnej obsługi i wszechstronnego wykorzystania mocy w różnych scenariuszach, rozproszone elektryczne układy napędowe (w tym centralny zintegrowany rozproszony napęd, napęd od strony koła i silniki w piaście) wraz z wielobiegowymi układami przekładni są wdrażane w specjalistycznych aplikacjach, znacznie poprawiając komfort użytkowania w różnych warunkach pracy i środowiskach. Tymczasem większość elektrycznych układów napędowych o małym momencie obrotowym nadal wykorzystuje konfiguracje przekładni wałów równoległych, zapewniając optymalny stosunek ceny do wydajności dla użytkowników końcowych. ▶ Model łańcucha dostaw i współpracy: Ze względu na nacisk kraju na przemysł pojazdów o nowej energii, w porównaniu z tradycyjnym przemysłem przekładni, początkowy próg techniczny i próg inwestycji industrializacji dla elektrycznych układów napędowych są niższe, co dodatkowo promuje ciągły rozwój chińskiego przemysłu nowych elektrycznych układów napędowych. Od początkowej dominacji łańcucha dostaw, stopniowo ewoluował on w kierunku dwutorowego podejścia łańcucha dostaw oraz samodzielnie opracowanych i wyprodukowanych przez producentów OEM systemów. Wraz z zaostrzeniem konkurencji na rynku i ciągłą poprawą poziomu integracji elektrycznych układów napędowych, przyszły łańcuch dostaw będzie ściślej zintegrowany z producentami OEM, z jasnym podziałem pracy, aby zapewnić długoterminową stabilność rynku. Trendy i cele dla wysokosprawnych układów przeniesienia napędu Dzięki ciągłemu doskonaleniu celów dotyczących wydajności, technologie takie jak ultraprecyzyjne uzębienie wału, łożyska o niskim oporze toczenia, układy wałów o niskich stratach mieszania oleju, aktywne systemy smarowania z suchą miską olejową i środki smarne o ultraniskiej lepkości będą stopniowo wdrażane. W połączeniu z powszechnym stosowaniem współosiowych przekładni planetarnych, oczekuje się, że cel wydajności CLTC dla układów przeniesienia napędu przekroczy 98% do 2024 roku. Przyszły wzrost wydajności wykroczy poza odizolowane ulepszenia komponentów lub podzespołów, koncentrując się zamiast tego na optymalizacji na poziomie systemu i zintegrowanych aplikacjach wielostrategicznych. Metryki wydajności staną się bardziej szczegółowe, a producenci samochodów będą teraz priorytetowo traktować rzeczywiste wskaźniki wydajności, takie jak zakres prędkości 100 km/h i 120 km/h w stanie ustalonym — wykraczający poza konwencjonalny punkt odniesienia CLTC (China Light-Duty Test Cycle) — aby lepiej dopasować się do codziennych potrzeb użytkowników w zakresie jazdy. Rysunek 3 Poziomy sprawności przekładni napędowych w branży napędów elektrycznych w ciągu ostatnich trzech lat Trend i cele lekkiej konstrukcji Oczekuje się, że w latach 2027–2030 przekładnie planetarne zostaną powszechnie zastosowane w układach napędowych o dużej mocy i dużym momencie obrotowym, co spowoduje zmniejszenie masy o 30% do 40% w porównaniu z obecnymi normami. Dzięki postępowi w zakresie nowych materiałów (np. obudów ze stopu magnezu i aluminium) i procesów produkcyjnych (takich jak spawanie śrub mechanizmu różnicowego zamiast śrub i tłoczenie odlewanych ciśnieniowo obudów mechanizmu różnicowego), przewiduje się, że masa układu napędowego zmniejszy się o dodatkowe 51111111111. czas 2027-2030 moment obrotowy <3000 Nm 3000-4000 Nm 4000-5000 Nm Masa (masa sucha) <15 kg 15-18 kg 18-25 kg Tabela 5 Zależność między masą układu przeniesienia napędu a momentem obrotowym Trend i cel układu przeniesienia napędu o niskim poziomie hałasu Aby sprostać coraz bardziej rygorystycznym wymaganiom użytkowników w zakresie komfortu, układ przeniesienia napędu stopniowo zwiększał możliwości optymalizacji wzbudzenia i symulacji ścieżki, a cele dotyczące NVH były różne dla różnych klas pojazdów. Wraz z postępem w technikach symulacyjnych, badania nad NVH przesunęły się w kierunku warunków jazdy krytycznych dla użytkownika. Początkowy nacisk na rozwój przesunął się z momentu obrotowego 1001 na rzeczywiste scenariusze, takie jak lekkie otwarcie przepustnicy i jazda w stałym tempie. Problemy NVH są z natury wyzwaniami systemowymi. Wraz ze wzrostem wymagań użytkowników, rozwiązania problemów NVH w napędach elektrycznych ewoluują od pojedynczych poprawek do kompleksowych podejść systemowych, równoważąc opłacalność. Obejmuje to strategie takie jak maskowanie hałasu tła przekładni, lokalne obudowy akustyczne oraz optymalizacja materiałów akustycznych pod kątem częstotliwości. Dzięki ciągłemu postępowi w produkcji komponentów reduktorów przekładni, poziom hałasu w układach napędowych stopniowo spada. Standard hałasu w układzie przekładni wynosi średnio 1,5 m, a prognozowany trend docelowy przedstawiono w poniższej tabeli. Hałas na stanowisku badawczym przy połowie obciążenia i pełnym momencie obrotowym Warunki czasowe 2024-2027 2027-2030 Model podstawowy 70 dB (A) 68 dB (A) Modele samochodów klasy średniej i wyższej 65 dB (A) 60 dB (A) Tabela 6: Trendy średniego hałasu Trendy i cele wymiarów przestrzennych Aby sprostać zapotrzebowaniu na większą przestrzeń wewnętrzną i układ platformy układu napędowego, układ napędowy musi być kompaktowy i mieć regularny kształt, a skrzynia biegów stopniowo rozwija się z równoległego wału do układu współosiowego planetarnego. Układ planetarny oferuje lepsze wymiary przestrzenne, szczególnie w kierunku osi X w porównaniu do konfiguracji osi równoległych. Przy równoważnej wydajności wyjściowej konfiguracja osi X może zmniejszyć zapotrzebowanie na przestrzeń o około 40%.
