المحور الكهربائي: قطار القيادة الجديد

المحور الكهربائي: قطار القيادة الجديد

◄►

المبدأ بسيط بقدر ما هو عبقري: يتم تجميع المحرك الكهربائي وناقل الحركة وإلكترونيات الطاقة والترس التفاضلي معًا في حزمة واحدة ويمكن تركيبها في أي مركبة، من السيارات الصغيرة إلى سيارات الدفع الرباعي الكبيرة، بدلاً من المحور الأمامي أو الخلفي. تم تجهيز مركبات الدفع الرباعي ببساطة بمحورين كهربائيين، كما يعد مفهوم القيادة الجديد أيضًا حلاً بسيطًا بشكل مثير للإعجاب للمركبات الهجينة وخلايا الوقود. فلا عجب أن جميع موردي السيارات الرئيسيين، الذين كان اختصاصهم الأساسي في السابق هو تطوير مكونات محرك الاحتراق، يعملون بجد على تطوير المحاور الكهربائية. ومن المتوقع أن يذهب السباق إلى شركة ZF Friedrichshafen AG، التي أعلنت أنها ستنتج كميات كبيرة من وحدة القيادة الكهربائية المدمجة في شركة تصنيع سيارات أوروبية في وقت مبكر من عام 2018. وبعد مرور عام، طرحت شركتا Bosch وContinental محاورهما الكهربائية الجاهزة للسلسلة في السوق، وأفاد شيفل أيضًا أن المحور الكهربائي كان على وشك أن يتم إدخاله في سلسلة الإنتاج.

"المحور الإلكتروني هو محرك البداية للسيارات الكهربائية."رولف بولاندر، المدير الإداري لشركة بوش

الأمل في مبيعات المليارات

يقول رولف بولاندر، المدير الإداري لشركة Robert Bosch GmbH ورئيس قسم حلول التنقل: "من الناحية الاقتصادية، يمكن أن يحقق المحور الإلكتروني نجاحًا كبيرًا لشركة Bosch، لأن Bosch تعمل على دمج مبدأ الكل في واحد في القيادة". وتأمل شركة Bosch في تحقيق مبيعات بالمليارات من هذا المكون وحده. يقول بولاندر: "إن المحور الإلكتروني هو محرك بدء التشغيل للسيارات الكهربائية - حتى بالنسبة لمصنعي السيارات المعروفين. وهذا يوفر لهم وقت التطوير الباهظ ويمكن أن يجلب السيارات الكهربائية إلى السوق بشكل أسرع بكثير". يمكن زيادة قوة المحرك بين 50 و300 كيلووات، وعزم الدوران بين 1000 و6000 نيوتن متر. ويزن المحور الكهربائي الذي تبلغ قدرته 150 كيلووات حوالي 90 كيلوجرامًا فقط، وهو أقل بكثير من مكونات المحرك الكهربائي التقليدي. تقوم شركة الموردة Continental ببناء وحدة محرك كهربائي جديدة ومتكاملة للغاية لتوفير المزيد من الوزن. تبلغ قدرتها الإنتاجية 150 كيلووات، وتزن 75 كيلوجرامًا فقط - بما في ذلك المحرك الكهربائي وإلكترونيات الطاقة وناقل الحركة. تقدم كونتيننتال لمصنعي السيارات محركها المحوري الكهربائي بالكامل في فئات طاقة تصل إلى 320 كيلووات، واعتمادًا على نسبة التروس، مع عزم دوران يصل إلى 6400 نيوتن متر. ومن المقرر إطلاق السوق لعام 2019 في الصين.

"إن صناعة السيارات تسير على الطريق نحو التنقل بدون انبعاثات."بيتر جوتزمر، مجلس إدارة شركة شيفلر للتكنولوجيا

مبدأ وحدات

قدم المورد Schaeffl أحدث جيل من المحاور الإلكترونية في معرض IAA. في أبسط أشكاله، يوفر الحل المعياري للمركبات الهجينة والسيارات الكهربائية النقية ترجمة أحادية السرعة في تصميم محوري أو متوازي محوريًا. نظرًا للتصميم الكوكبي للترس التفاضلي، فإن ناقل الحركة مضغوط للغاية ويوفر مساحة كبيرة للآلة الكهربائية، والتي يمكن تصميمها كـ PSM (آلة متزامنة متحمسة دائمًا) أو ASM (آلة غير متزامنة) مع أو بدون إلكترونيات الطاقة. يمكن توسيع التكوين الأساسي بعناصر وظيفية إضافية مثل قفل ركن السيارة. يُعد الترس الثاني ضروريًا بشكل خاص في السيارات الهجينة، حيث يتطلب التشغيل الديناميكي والكهربائي البحت سرعة تصل إلى 120 كم/ساعة وفي نفس الوقت سرعة قصوى عالية. في المحور ثنائي السرعات الذي طوره شايفل، يتم التحكم في الديناميكيات الجانبية بواسطة محرك كهربائي صغير يتضمن علبة تروس. وقال بيتر جوتزمر، مدير التكنولوجيا في شايفل في IAA: "لا يمكن لأحد أن يقول حاليًا مدى السرعة التي ستثبت بها السيارات الكهربائية البحتة نفسها في السوق". ومع ذلك، فهو مقتنع بأن "صناعة السيارات بأكملها في طريقها إلى التنقل بدون انبعاثات، ونريد دعم هذا الاتجاه بتقنيات جاهزة للإنتاج الضخم".

الأنظمة المتكاملة

يقوم المورد ZF بإنتاج محركات كهربائية واسعة النطاق ومحركات المحاور وأجهزة التحكم الإلكترونية لمصنعي السيارات لفترة طويلة. وفي عام 2018، بدأت الشركة في إنتاج سلسلة من المحور الإلكتروني الأول لمصنع أوروبي. يقول يورغ جروتندورست، رئيس قسم التنقل الإلكتروني الجديد في ZF: "يُظهر نظام القيادة الفعال والمدمج من ZF أن تكامل النظام بين ناقل الحركة والمحرك الكهربائي وإلكترونيات الطاقة هو اختصاص رئيسي يمكننا أن نقدمه لعملائنا من مصدر واحد". يغطي النهج المعياري لمحرك المحور الكهربائي متطلبات العملاء والموديلات المختلفة بفئات وأطوال أداء مختلفة - من السيارات الصغيرة إلى المركبات التجارية الخفيفة. تم دمج آلة كهربائية غير متزامنة (ASM)، وناقل حركة أحادي السرعة على مرحلتين، وترس تفاضلي، ومبيت ومبرد، بالإضافة إلى إلكترونيات الطاقة والبرمجيات في محور ZF-E. يشترك المحرك وعلبة التروس في الغلاف، مما يبسط عملية الإنتاج والتجميع النهائي. يوفر النظام ما يصل إلى 150 كيلووات وعزم دوران أقصى للمحور يبلغ 3500 نيوتن متر. تبلغ أبعاد نظام القيادة المدمج 45 × 38 × 51 سم ويزن 113 كجم. ينظم نظام التبريد المتكامل درجة حرارة التشغيل المثلى للمحرك الكهربائي والإلكترونيات.

"نحن نقدم لعملائنا حلاً لمحرك الأقراص المضغوطة."يورغ جروديندورست رئيس قسم التنقل الإلكتروني ZF