Новости

Dec 18, 2023

Электрификация прицепов делает шаг к большей эффективности и стабильности

Путь к полной электрификации прицепов будет долгим, но несомненным.

Путь к полной электрификации прицепов будет долгим, но некоторые технологии, которые повысят общую эффективность, ближе, чем мы думаем. Прицепы, оснащенные электрическими осями и ступичными двигателями, смогут увеличить тяговое усилие двигателя, снизив расход топлива. Устойчивость автомобиля и эффективность торможения также можно улучшить за счет использования более совершенных систем.

Вольфганг Хан, руководитель системных инноваций в ZF Group North America, рассказал участникам ежегодного собрания Канадской ассоциации транспортного оборудования (CTEA) в Виктории, что все дело в рекуперации неиспользованной кинетической энергии движения транспортного средства.

«Только небольшая часть общего содержания энергии в литре дизельного топлива фактически способствует движению грузовика вперед», — сказал Хан, назвав внутреннее трение двигателя, насосные потери и электрические нагрузки значительными затратами энергии.

«Безусловно, самые большие потери, которые необходимо преодолеть, — это сопротивление движению: аэродинамическое сопротивление, сопротивление качению шин, сопротивление ускорению и езде в гору — другими словами, преодоление инерции», — сказал он. «Потеря, возможно, не то слово. Энергия никогда не теряется. Ее можно преобразовать в какую-то другую форму, но она теряется для нашего использования».

Потери энергии, такие как аэродинамическое сопротивление и сопротивление качению, можно смягчить, но никогда не устранить. С другой стороны, можно компенсировать некоторые потери за счет восстановления некоторого процента кинетической энергии, потерянной на нагрев и износ металла во время торможения на спуске или движения накатом.

Хан говорит, что существуют огромные возможности для рекуперации энергии с использованием электрогенераторов в осях или колесах прицепа для замедления транспортного средства вместо использования традиционного сжатия и фрикционного торможения. Восстановленная энергия может храниться в батареях и позже использоваться для снижения нагрузки на двигатель во время ускорения и в моменты пиковой нагрузки.

«На практике это может позволить нам использовать меньшую мощность двигателя и, таким образом, работать с большей топливной эффективностью», — сказал Хан.

Компрессионные тормоза двигателя или выхлопные тормоза полезны для противодействия ускорению на спуске, особенно на длинных спусках, в том, что Хан называет торможением на выносливость, но они не способствуют рекуперативным усилиям. Однако, если бы основной стратегией торможения на выносливость была бы электронная ось прицепа с двигателем/генератором, высокий процент этой кинетической энергии можно было бы легко и с минимальными затратами восстановить, утверждает Хан. Тогда моторный тормоз станет вторым этапом контроля скорости во время торможения на выносливость, а рабочие тормоза останутся напоследок.

Итак, что же можно сделать со всей этой «бесплатной» энергией?

«Обычно мы видим это с обычными тракторами в сочетании с прицепами, оснащенными электронными осями и аккумуляторами для хранения энергии», — сказал он. «Эта энергия часто используется для замены двигателя, который приводит в движение компрессор холодильного оборудования».

В течение последних нескольких лет ConMet eMobility работала над разработкой такой системы. Компания ConMet, получившая название eHub, соединила внутриколесный электродвигатель со узлом ступицы ConMet PreSet Plus для улавливания кинетической энергии и преобразования ее в электричество. Электричество хранится в том, что компания называет «легкой батареей большой емкости», которая находится под прицепом. ConMet утверждает, что при совместном использовании с транспортной холодильной системой рекуперированной энергии достаточно, чтобы заменить дизельный двигатель, ранее использовавшийся для привода рефрижераторного компрессора.

В настоящее время такие устройства находятся в эксплуатации в Калифорнии благодаря партнерству с Carrier Transicold, Great Dane Trailers и дистрибьюторской компанией общественного питания Sysco Corp.

Такие конфигурации использовались в Европе в течение последних 20 лет, сказал Хан, признав, что масштабное развертывание в Северной Америке произойдет через некоторое время.

Несколько лет назад европейские и североамериканские технологические пути разошлись: страны Европейского Союза начали использовать электронное управление и усилить интеграцию тягачей с прицепами. В то же время североамериканские производители грузовиков решили разработать для своих тракторов расширенные сенсорные и сетевые возможности.