Nowe koncepcje napędów elektrycznych dla pojazdów użytkowych

Największy na świecie chiński rynek samochodowy dynamicznie rozwija się w kierunku elektryfikacji napędów pojazdów. Dzięki wsparciu rządu i szybkiemu postępowi technologicznemu sprzedaż elektrycznych i hybrydowych ciężarówek, autobusów oraz innych pojazdów użytkowych w Państwie Środka bije kolejne rekordy.
- Rozwój innowacyjnych koncepcji napędów elektrycznych kluczowy dla przyszłości transportu użytkowego.
- Poznaj liderów w branży i zaawansowane systemy zarządzania energią.
- Zalety zintegrowanych napędów. Cechy rozproszonych układów napędowych. Przeanalizuj je!
- Blade Battery oraz inne unikatowe rozwiązania dostępne na rynku.
Nie jest to jedynie odpowiedź na globalne wyzwania, którą wiążą się z ochroną środowiska i dążeniem do redukcji emisji CO2. To także wyraźny sygnał, że chińscy producenci aspirują do roli liderów w technologii napędów pojazdów użytkowych.
Rozwój innowacyjnych koncepcji napędów elektrycznych jest kluczowy dla przyszłości transportu użytkowego, który musi sprostać zarówno rosnącym wymaganiom w zakresie ekologii, jak i optymalizacji kosztów eksploatacji. Chińskie firmy – dzięki intensywnym inwestycjom w badania i rozwój, a także zdolności do masowej produkcji zaawansowanych technologii – szybko zdobywają pozycję czołowych graczy na globalnym rynku.
Nowi liderzy w technologii napędów elektrycznych
Dostawcy komponentów do pojazdów użytkowych z Państwa Środka coraz odważniej konkurują z europejskimi gigantami, np. z firmą Bosch czy ZF, oferując innowacyjne technologie i wyjątkową wydajność swoich rozwiązań. Zaawansowane technologie rozwijają m.in. takie chińskie firmy, jak SuperPanther, BYD czy CATL.
Wśród tych technologii są zintegrowane osie elektryczne, które łączą:
- silnik,
- przekładnię
- i system chłodzenia w jednej kompaktowej jednostce.
Są także zaawansowane systemy zarządzania energią, które umożliwiają:
- optymalizację zużycia energii,
- poprawę zasięgu pojazdów
- i zwiększenie ich wydajności operacyjnej.
Producenci z Chin nie tylko doganiają europejskich rywali, ale również wyznaczają nowe kierunki w sektorze pojazdów użytkowych. Wpływ chińskich firm jest szczególnie widoczny na dynamicznie rozwijającym się rynku elektrycznych ciężarówek i autobusów, które zdobywają popularność w Azji, Ameryce Północnej i Europie. Pojazdy te są odpowiedzią na rosnące zapotrzebowanie na ekologiczne i ekonomiczne rozwiązania transportowe. Natomiast ich sukces pokazuje, jak daleko zaszły chińskie firmy w redefiniowaniu globalnych standardów.
Zintegrowane systemy napędowe
W elektrycznych pojazdach użytkowych, podobnie jak w samochodach osobowych, obserwuje się szybki rozwój zintegrowanych systemów napędowych. Te zaawansowane rozwiązania łączą kluczowe komponenty – takie jak:
- silnik elektryczny,
- przetwornik momentu obrotowego,
- systemy sterowania
– a coraz częściej także układy chłodzenia i zarządzania energią.
Integracja tych elementów pozwala na:
- zmniejszenie masy,
- ograniczenie liczby podzespołów
- oraz uproszczenie konstrukcji całego układu napędowego.
Jednocześnie poprawia efektywność i niezawodność pojazdu. Jednym z kluczowych atutów zintegrowanych napędów jest wyeliminowanie wału napędowego. Nie tylko obniża to masę pojazdu, ale także minimalizuje straty energii w układzie przeniesienia napędu, zapewniając bardziej bezpośrednie przekazywanie mocy na koła. Taka konstrukcja umożliwia również elastyczniejsze i precyzyjniejsze sterowanie momentem obrotowym każdego z silników. Ma to kluczowe znaczenie w pojazdach użytkowych, takich jak autobusy czy ciężarówki.
Rozproszone układy napędowe
Producenci układów napędowych w Chinach opracowują różnorodne rozwiązania, dostosowane do specyficznych potrzeb pojazdów użytkowych. Jednym z najbardziej innowacyjnych podejść jest tzw. rozproszony układ napędowy, w którym silniki elektryczne i przetwornice są montowane bezpośrednio na osiach, w niewielkiej odległości od kół.
Choć taki układ zwiększa złożoność konstrukcji, oferuje większą modularność i elastyczność w dostosowaniu do różnych zastosowań. Na przykład w autobusach elektrycznych z nisko położoną podłogą coraz większą popularność zdobywają zdecentralizowane osie, które są wyposażone w silniki elektryczne zamontowane blisko kół.
Takie rozwiązania redukują hałas i wibracje, co przekłada się na wyższy komfort pasażerów. Poza tym zwiększają dostępną przestrzeń użytkową, co w transporcie publicznym ma kluczowe znaczenie. Z kolei w pojazdach użytkowych przeznaczonych dla górnictwa coraz częściej stosuje się napędy elektryczne, które są zintegrowane bezpośrednio z kołami.
Tego typu konstrukcje są przystosowane do pracy w trudnych warunkach i charakteryzują się wyjątkową wytrzymałością. W segmencie samochodów ciężarowych o średnich i dużych obciążeniach, a także w miejskich autobusach popularność zdobywają wysoce zintegrowane centralne napędy elektryczne, które zapewniają optymalną wydajność i prostotę obsługi. Natomiast w przypadku lżejszych pojazdów użytkowych – takich jak elektryczne minibusy czy autonomiczne małe pojazdy – preferowane są napędy o konstrukcji współosiowej lub równoległo-osiowej.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Chińska dominacja w innowacjach napędów elektrycznych
W ostatnich latach chińscy producenci intensywnie rozwijają technologie napędów elektrycznych, imponując tempem wdrażania innowacji i zaawansowaniem rozwiązań. Przykładem takiego postępu jest firma BYD, która opracowała układ napędowy „Multi-in-One” przeznaczony dla elektrycznych ciężarówek.
System ten łączy:
- silnik elektryczny,
- automatyczną skrzynię biegów
- i oś napędową w jednym kompaktowym module.
Taka integracja pozwala na znaczną oszczędność przestrzeni i masy, jednocześnie podnosząc efektywność energetyczną pojazdu. Napęd ten współpracuje z innowacyjnym akumulatorem litowo-żelazowo-fosforanowym (LFP) Blade Battery.
Jest to akumulator, który wyróżnia się unikalnymi cechami:
- odpornością na reakcje egzotermiczne,
- niskim generowaniem ciepła,
- powolnym jego uwalnianiem
- oraz zwiększoną o ponad 50% pojemnością magazynowania energii w porównaniu z konwencjonalnymi akumulatorami LFP.
Technologia ta zapewnia też wyższą niezawodność, bezpieczeństwo oraz efektywność. Chemia fosforanu żelaza opracowana przez BYD została pierwotnie zaprojektowana dla przemysłowych magazynów energii, które wymagają nawet 30-letniej eksploatacji. Dzięki małym kosztom produkcji i wyjątkokowej trwałości stała się idealnym rozwiązaniem dla elektrycznych pojazdów użytkowych, szczególnie tam, gdzie priorytetem jest:
- bezpieczeństwo,
- zasięg
- oraz żywotność.
Równocześnie firma CATL rozwija akumulatory półprzewodnikowe, które stanowią przełom w technologii magazynowania energii. Te nowoczesne baterie oferują gęstość energii na poziomie 500 Wh/kg, co stanowi aż 40% poprawy – w stosunku do standardowych baterii litowo-jonowych, osiągających ok. 350 Wh/kg. W perspektywie najbliższych lat akumulatory półprzewodnikowe mogą znacząco zwiększyć zasięg elektrycznych pojazdów użytkowych, otwierając nowe możliwości ich zastosowania na rynku globalnym.
Eksport technologii i wpływ na rynek globalny
Chińskie napędy rozproszone zyskują coraz większą popularność na rynkach o szczególnie trudnych warunkach terenowych, takich jak Afryka i Ameryka Południowa. Dzięki montażowi silników blisko kół pojazdy te cechują się lepszą stabilnością, mocą oraz efektywnością w pokonywaniu nierówności terenu. Przykładem są produkty firmy Weichai Power, które znajdują zastosowanie w maszynach budowlanych i górniczych. Firma ta eksportuje technologie napędowe do wielu krajów, wspierając rozwój sektorów przemysłowych w regionach takich jak Ameryka Południowa czy Bliski Wschód, gdzie specyficzne warunki geograficzne wymagają najwyższej jakości systemów napędowych.
CZY WIESZ, ŻE... |
Jednym z fascynujących projektów rozwijanych w Chinach jest koncepcja w pełni autonomicznych autobusów elektrycznych, które integrują zaawansowaną sztuczną inteligencję z innowacyjnymi systemami napędowymi. Testy takich pojazdów odbywają się w megamiastach, takich jak Shenzhen, Kanton czy Hangzhou. Autobusy te nie tylko poruszają się bez udziału kierowcy i nie emitują spalin, ale również analizują w czasie rzeczywistym natężenie ruchu, dostosowując trasę i optymalizując zużycie energii elektrycznej w zależności od warunków na drodze. Aby zapewnić pełne bezpieczeństwo pasażerów, w każdym pojeździe obecny jest operator bezpieczeństwa, który w razie awarii może natychmiast przejąć kontrolę nad autobusem. |
Źródło: Materiały redakcyjne