OEM 업체는 다단식 전기 차축을 선택할 때 시동 토크와 고속 효율 사이의 균형을 어떻게 맞춰야 할까요?

만재 상태로 차고지를 출발하는 대형 트럭은 한 시간 후 고속도로에서 고속 주행하는 동일한 트럭과는 구동계에 매우 다른 요구를 합니다. 출발 시에는 휠 토크가 중요합니다. 길고 일정한 도로 구간에서는 모터를 보다 적절한 작동 범위 내에서 유지하는 것이 점점 더 중요해집니다. 이러한 작동 범위의 양쪽 끝을 하나의 고정된 감속비로 모두 커버하려고 하면 구동계의 다른 부분에서 타협이 불가피해집니다. 다단 변속 전기 액슬은 엔지니어에게 또 다른 선택지를 제공하지만, 더 많은 하드웨어, 보정 작업 및 변속 제어 요구 사항을 필요로 합니다. 따라서 중요한 질문은 두 개의 기어가 하나의 기어보다 나은가가 아니라, 차량이 충분히 넓은 작동 범위에서 작동하여 추가 기어비가 실제 문제를 해결할 수 있는지 여부입니다.

고하중 작업에서 단일 비율로는 충분하지 않은 이유는 무엇일까요?

감속비는 휠 토크와 모터 속도 모두에 영향을 미칩니다. 감속비를 짧게 설정하면 휠에서의 토크 증폭이 증가하여 적재된 트럭이 정지 상태에서 출발하거나 경사로를 오를 때 도움이 됩니다. 하지만 그 단점은 나중에 나타납니다. 고속 주행 시에는 동일한 감속비로 인해 모터가 필요 이상으로 빠르게 회전할 수 있습니다.

기어비가 높아지면 절충점이 반대 방향으로 이동합니다. 고속도로 주행 시 엔진 부하가 줄어들 수 있지만, 출발 성능과 등판 능력은 다시 검토해야 합니다. 더 큰 엔진을 사용하면 이러한 단점을 보완할 수 있지만, 무게 증가, 공간 제약, 냉각 요구 사항 증가, 비용 상승 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

상용 차량의 경우, 이러한 절충점은 단일 운행 지점에서만 판단되는 경우가 드뭅니다. 물류 트럭은 터미널을 출발하여 도심 교통을 통과하고, 고속도로에 진입하고, 오르막길을 오르고, 몇 시간 동안 순항 속도로 주행한 후 다시 저속으로 전환합니다. 따라서 최적의 속도 비율은 전체 운행 경로를 고려해야 합니다.

장비 개수를 논의하기 전에 먼저 루트를 정하세요.

따라서 가장 먼저 유용한 입력값은 차량 및 경로 데이터입니다. 즉, 차량 총중량, 구동축 하중, 타이어 크기, 필요한 출발 성능, 등판 능력, 최고 속도, 일반적인 순항 속도, 그리고 다양한 운행 조건에서 보내는 시간 비율입니다.

이는 "대형 물류"가 단일한 작업 주기를 갖는 것이 아니기 때문에 중요합니다. 반복적인 가속이 필요한 지역 배송 트럭은 대부분의 작업 시간을 고속도로에서 보내는 트랙터와는 다른 요구 사항을 가지고 있습니다. 따라서 엔지니어는 아키텍처를 좁히기 전에 더 넓은 범위의 아키텍처를 사용할 수 있습니다. 전기 구동 기술 정보 구동계가 시스템으로서 차량에 어떻게 통합될 것으로 예상되는지 이해하기 위해서입니다.

다단 변속 전자식 차축은 어떤 부분에서 타협점을 제거할 수 있을까요?

다단 변속 시스템은 모터 속도와 휠 속도 사이에 하나 이상의 기계적 관계를 제공합니다. 실질적으로, 더 강한 휠 토크가 필요할 때는 낮은 기어비를 사용할 수 있으며, 모터를 동일한 고속 영역에 유지하지 않고도 더 높은 주행 속도에서 작동할 수 있도록 다른 기어비를 사용할 수 있습니다.

간단해 보이지만, 각 기어비가 실제로 얼마나 자주 유용한지에 따라 그 가치가 달라집니다. 전체 주행 경로 중 단 몇 초 동안만 발생하는 상황을 해결하기 위해 두 번째 기어를 추가하는 것은 추가적인 변속기 하드웨어를 투자할 가치가 없을 수도 있습니다. 하지만 차량이 고부하 출발 구간과 장시간 고속 주행 구간을 정기적으로 오가는 경우에는 상황이 달라집니다.

최고치가 아닌 운영 영역을 생각하세요

모터의 최대 출력은 비교하기 쉬운 수치이지만, 그 자체만으로는 기어비 선택의 기준으로 적합하지 않습니다. 최대 출력이 비슷한 두 시스템이라도 모터 속도, 휠 토크, 연속 출력, 주행 속도 등을 종합적으로 고려하면 동작 방식이 상당히 다를 수 있습니다.

실질적인 검토는 일반적으로 몇 가지 대표적인 조건으로 시작됩니다.

이러한 연습을 통해 실제 문제점을 빠르게 파악할 수 있습니다. 만약 하나의 기어비가 모든 경우를 적절한 여유를 두고 만족시킨다면, 기어를 하나 더 추가하는 것은 큰 이점이 없을 수 있습니다. 하지만 출발 시 필요한 가속력이 특정 기어비에 유리한 반면, 고속도로 주행 시에는 다른 기어비가 분명히 유리하다면, 다단 변속기 구성의 필요성이 훨씬 커집니다.

구동계 방식을 비교하는 OEM 팀은 기존 자료를 참조할 수도 있습니다. 상용차 산업에 대한 통찰력 대형 차량에 e-액슬 아키텍처가 어떻게 적용되고 있는지 검토할 때.

OEM 업체는 시동 토크 외에 무엇을 확인해야 할까요?

차량 테스트 중에는 출발 시 성능이 쉽게 느껴지기 때문에 주목을 받는 경향이 있습니다. 하지만 실제 운행에서는 트럭이 움직이기 시작한 후의 상황 또한 출발 시 성능만큼 중요할 수 있습니다.

연속 토크는 특히 주의해야 할 사항입니다. 모터는 단시간 동안 높은 피크 토크를 낼 수 있지만, 긴 오르막길 주행이나 반복적인 가속 동작은 구동 시스템이 열적으로 견딜 수 있는 능력에 따라 좌우됩니다. 냉각, 모터 온도, 인버터 한계, 구동계 열 관리 및 내구성 검증, 그리고 부하 지속 시간 모두 중요한 요소가 됩니다.

효율성에도 동일한 논리가 적용됩니다. 제시된 최대 효율은 차량이 실제로 해당 작동 지점 근처에서 얼마나 많은 시간을 보내는지에 대해서는 거의 알려주지 않습니다. 엔지니어는 상업적으로 중요한 경로 주행 중 모터가 어느 지점에서 작동하는지 알아야 합니다.

고속도로 차량은 부적절한 비율 선택을 드러낼 수 있습니다.

일상적인 주행 거리의 대부분을 일정한 속도로 보내는 트럭을 생각해 보세요. 만약 고정 기어비가 강력한 출발 토크를 보장하기 위해 선택되었다면, 엔진은 몇 시간 동안 비교적 높은 속도를 유지할 수 있습니다. 장거리 운행에서 반복되는 작은 손실조차도 단거리 도심 주행에서보다 훨씬 더 큰 문제가 될 수 있습니다.

다단 변속 전기 차축은 고속도로 주행 지점을 이동시킬 수 있지만, 전체 시스템에 대한 평가가 여전히 필요합니다. 기어 맞물림, 베어링, 윤활, 액추에이터 하드웨어 및 변속 과정은 각각 손실과 요구 사항을 발생시킵니다. 따라서 올바른 비교는 "단일 기어"와 "이중 기어"라는 개별적인 개념 간의 비교가 아니라 실제 작동 주기에서의 전체 구동계 동작 간의 비교입니다.

이것이 바로 구매자가 공급업체에게 최대 토크 및 최대 출력 표만 요청할 것이 아니라 작동 범위에 대한 논의도 요청해야 하는 이유입니다.

행동 변화가 의사 결정에 얼마나 영향을 미쳐야 할까요?

두 번째 기어비가 추가되면 변속 자체가 구동계 성능의 일부가 됩니다. 상용 차량은 상당한 하중을 싣고 주행 중에 기어비를 변경해야 할 수 있으므로 변속 품질은 토크 전달과 분리될 수 없습니다.

단순히 변속이 빠르게 이루어지는지 여부만이 중요한 것이 아닙니다. 엔지니어는 기어비가 변하는 동안 구동 토크에 어떤 변화가 발생하는지, 차량에 눈에 띄는 중단이 발생하는지, 부하 상태에서 기어 맞물림이 어떻게 작동하는지, 그리고 목표 경로 주행 중 변속이 얼마나 자주 발생하는지 등을 고려해야 합니다.

공격적인 전략은 이벤트 시간을 단축할 수 있지만 변속기에 더 많은 부담을 줍니다. 보수적인 전략은 기계적으로는 더 부드럽지만 차량이 중단 없는 견인력을 필요로 할 때는 적합하지 않을 수 있습니다. 두 접근 방식 모두 실제 차량이 있어야 판단할 수 있습니다.

어색한 상황을 테스트해 보세요

시제기 제작 작업에는 평탄하고 부하가 없는 시험 주행로보다 더 열악한 상황들이 포함되어야 합니다. 부하 가속, 경사로 진입, 반복적인 변속, 가속 페달 요구량 변화, 장시간 주행 등을 통해 다단 변속기 레이아웃의 적합성에 대해 훨씬 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다.

변속 맵은 적용 분야에 적합해야 합니다. 정상 작동 지점이 변속 경계 근처에 있어 시스템이 반복적으로 기어를 바꾸는 경우, 보정을 다시 확인해야 할 수 있습니다. 이론상으로는 효율적으로 보이는 변속기라도 기어를 끊임없이 바꾸면서 작동한다면 실제로는 불편하거나 비효율적일 수 있습니다.

CDTL 대형 트럭 적용 사례에 대한 공개된 정보에 따르면, 분산 구동 시스템은 기어 변속 중에도 동력 전달을 유지하기 위한 변속 제어 전략을 통합할 수 있습니다. OEM 입장에서는 변속기 하드웨어와 변속 제어를 별개의 항목으로 구매하는 대신 함께 검토해야 한다는 더 넓은 교훈을 얻을 수 있습니다.

다단 변속 전자식 차축을 선택하는 것이 실제로 가치가 있는 경우는 언제일까요?

다단 변속 시스템이 더 첨단 기술처럼 들린다고 해서 굳이 기어를 추가할 기술적인 이유는 없습니다. 단일 기어비가 허용 가능한 엔진 및 열 한계 내에서 이륙, 상승, 순항 ​​및 최고 속도 요구 사항을 이미 충족한다면 단순함이 가치가 있습니다.

차량의 주행 사이클이 두 방향으로 작용하는 경우, 기어비 유연성이 더욱 중요한 역할을 합니다. 높은 부하 상태에서의 시동 토크는 특정 기어비를 요구할 수 있지만, 장거리 주행 시에는 다른 엔진 회전수 범위가 유리할 수 있습니다. 이러한 반복적인 충돌 상황을 해결하기 위해 기어비 유연성이 필요한 것입니다.

최종 결정에는 에너지 소비량 외에도 여러 요소가 고려되어야 합니다. 패키징 공간, 변속기 질량, 제어 노력, 내구성, 정비 용이성, 생산 비용, 교정 작업량 등도 함께 논의되어야 합니다. 특정 작동 지점에서의 작은 이점은 전체 차량 프로그램에 걸쳐 복잡성을 정당화하기 어렵지만, 수천 시간의 운행에 걸쳐 지속적인 이점이 있다면 이야기는 달라집니다.

차량 수준의 이점을 비교하고, 기어 단수를 비교하지 마십시오.

결정을 내리는 데 유용한 방법 중 하나는 두 번째 기어비를 추가한 후 어떤 문제가 사라지는지 묻는 것입니다. 출발 시 엔진을 과도하게 크게 만들 필요가 없어지는가? 고속도로 주행 시 엔진 회전수가 더 적절한 범위에 속하는가? 원하는 순항 조건을 유지하면서 차량이 등판 능력을 충족하는가?

답변이 모호하다면 아키텍처에 대한 추가 분석이 필요할 가능성이 높습니다. 차량 데이터에서 동일한 충돌이 반복적으로 나타난다면 엔지니어링 측면에서 훨씬 더 명확한 근거가 있습니다.

견적 요청서(RFQ)를 발표하기 전에, 일반적인 다단 변속 전기 차축을 요청하는 대신 실제 차량 사양(적재 질량, 차축 하중, 타이어 반경, 목표 출발 성능, 경사도 요구 사항, 순항 속도, 최고 속도, 운행 경로 프로필, 냉각 조건 및 예상 연간 운행 패턴)을 공급업체에 제공하는 것이 좋습니다.

E-액슬 프로젝트 엔지니어링 지원

기어비 선택이 모터 크기, 열 제한, 변속 동작 및 차량 전체 성능에 동시에 영향을 미치기 시작하면 해당 프로젝트는 단순한 부품 비교를 넘어선 것입니다. 항저우 현대 e-드라이브 기술 유한회사 이 회사는 신에너지 상용차를 위한 분산형 전기 구동 시스템 및 차량 수준 통합을 연구합니다. 대형 물류 프로젝트의 경우, OEM 팀은 이 회사의 EA5000N 분산형 전기 구동 차축을 검토할 수 있습니다. 고하중 물류 애플리케이션 정보 단일 성능 수치에 의존하여 구동계를 선택하는 대신, 실제 차량을 기준으로 모터 구성, 기어비 일치, 변속 제어, 차축 하중, 주행 경로, 설치 조건 및 연속 작동 요구 사항을 논의해야 합니다.

결론

다단 변속 전기 차축은 고정된 기어비로 인해 저속 주행 시 휠 토크와 고속 주행 성능 간에 반복적인 충돌이 발생할 때 유용합니다. 이러한 충돌은 변속기 설계에서 추정하는 것이 아니라 차량 데이터를 통해 입증해야 합니다. 부하 출발, 지속적인 경사로 주행, 순항 모터 속도, 연속 출력, 열 거동 및 변속 품질 등 모든 요소를 ​​고려한 후에야 설계를 확정할 수 있습니다. 자동차 제조업체(OEM)에게 중요한 질문은 간단합니다. 추가된 기어비가 시스템 복잡성 증가를 정당화할 만큼 실질적인 작동 주기 제한을 충분히 해소하는가?

자주 묻는 질문

1. 고하중 전기차에 여러 개의 전기축 기어비가 필요한 이유는 무엇일까요?

저속에서의 강력한 휠 토크와 고속에서의 효율적인 작동이 단일 고정 감속비에 상충되는 요구를 할 때 두 번째 기어비가 도움이 될 수 있습니다.

2. 다단 변속 전기 차축은 항상 에너지를 절약해 줄까요?

아니요. 결과는 작동 주기, 모터 작동 지점, 변속기 손실, 변속 빈도, 열 조건 및 차량이 각 기어비에서 보내는 시간에 따라 달라집니다.

3. 기어비를 선택하기 전에 어떤 차량 데이터가 가장 중요합니까?

차량 총중량, 축하중, 타이어 크기, 필요한 출발 성능, 등판 능력, 순항 속도, 최고 속도, 모터 작동 범위 및 경로 프로필은 주요 입력 요소입니다.

4. OEM 업체는 왜 최대 토크뿐만 아니라 연속 토크도 고려해야 할까요?

최대 토크는 단시간 동안의 성능을 나타냅니다. 장거리 오르막길 주행, 반복적인 가속, 지속적인 고부하 작업은 연속 출력 및 열 성능에 더 크게 좌우됩니다.

5. 다단 변속 전기 차축을 생산하기 전에 무엇을 테스트해야 합니까?

차량 수준 검증에는 적재 후 출발, 경사로 주행, 고속도로 주행, 반복적인 변속, 토크 연속성, 열 거동, 모터 속도 및 장시간 작동 등 모든 요소가 포함되어야 합니다.