In het tijdperk van innovatie op het gebied van elektrische voertuigen zijn de miniaturisatie en integratie van aandrijfsystemen van cruciaal belang. Hoewel radiale afmetingen vaak worden beperkt door vermogensdichtheid en materiaalsterkte, biedt de axiale (Y-richting) ruimte een cruciale mogelijkheid voor optimalisatie. Door geavanceerd structureel ontwerp, procesinnovatie en geïntegreerde oplossingen kan een aanzienlijke reductie van de axiale ruimte worden bereikt zonder de transmissie-efficiëntie en betrouwbaarheid in gevaar te brengen - en vaak zelfs te verbeteren. Deze kennisbrief schetst belangrijke strategieën voor het comprimeren van de axiale voetafdruk van e-drive assystemen.

1. Integratie van invoer- en motorschacht

Een primaire methode voor het besparen van axiale ruimte omvat het integreren van de motorschacht met de invoerschacht van de versnellingsbak, waardoor interfaces en componenten worden geëlimineerd.

• Tandwielhuls op motorschacht: Het tandwiel wordt direct op de motorschacht gemonteerd via een spline-passing met fijne tolerantie (meestal H/h). Een extra gladde lagersectie op de as met een minimale speling (~0,05 mm) biedt extra ondersteuning. Een borgmoer heeft de voorkeur boven een borgring voor definitieve fixatie om axiale speling (die 0,1–0,2 mm kan zijn met een borgring) tijdens krachtomkeringen te voorkomen.

• Eendelige asontwerp: Deze geavanceerde aanpak integreert de motor- en invoerschachten volledig. Het elimineert de koppelingsspline en kan de noodzaak voor ten minste één lager wegnemen, waardoor aanzienlijk axiale lengte wordt bespaard. Ontwerpen kunnen twee of drie lageropstellingen gebruiken. Cruciaal is dat één lager moet kunnen zweven om statische overbepaaldheid op te lossen. Zorgvuldige validatie is vereist bij het combineren van kogel- en cilindrische rollagers om potentiële zijfrequentieproblemen te beoordelen. Voor de productie wordt tandwielhonen gebruikt, waarbij de afstand van het tandwielvlak tot de opspanpositie niet meer dan 140 mm mag bedragen voor processtabiliteit.

2. Reductie van de ruimte voor de tussenassamenstelling

Het optimaliseren van de tussenas en de bijbehorende tandwielen biedt een andere belangrijke kans voor compactheid.

• Spline-perspassing met optionele borgring: Traditionele spline-perspassingassemblages vereisen een bepaalde axiale lengte voor stabiliteit. De perskracht wordt doorgaans onder de 20 kN gehouden voor warm persen. Een externe spline-afschuining helpt bij de montage. Een borgring kan worden toegevoegd voor anti-losraken wanneer de axiale krachten op het tussenastandwiel en het eerste reductietandwiel in tegengestelde richtingen werken.

• Kegelrollager gemonteerd op tandwiel: Door de lagerzitting direct op het tandwiel te integreren, kan de behuizing worden verzonken. Dit kan de lagerbreedte met ongeveer de helft comprimeren, waardoor ongeveer 10 mm wordt bespaard. De lagerlocatie op het eerste reductietandwiel moet met hoge precisie worden afgewerkt.

• Geïntegreerd smeden van groot tandwiel en as: Het smeden van het grote tandwiel en de as als één geheel is een zeer geïntegreerde oplossing. Het kleinere tandwiel wordt vervolgens geperst. Dit proces is afhankelijk van de hoge precisie van de spline (vereist een uitloop van 0,04 mm) om de uiteindelijke tandwieluitlijning te garanderen, waardoor honen na montage wordt geëlimineerd.

• Productieproces met dubbele tandwielen: Dit omvat het bewerken van de grote en kleine tandwielen als een geïntegreerde eenheid. Voor de warmtebehandeling wordt het grote tandwiel gerold en wordt het kleine tandwiel gevormd (bijv. door afschuining). Na de warmtebehandeling wordt het grote tandwiel geslepen en wordt het kleine tandwiel gehoond. De axiale afstand tussen de twee tandwielen wordt nauwkeurig berekend, doorgaans tussen 9–12 mm. Een belangrijke overweging is het beheersen van het verschil in carburatiediepte tussen de tandwielen met verschillende modules tijdens de warmtebehandeling.

3. Samenvatting en industriële toepassing

De strategische compressie van de axiale ruimte is een hoeksteen van de moderne e-drive-ontwikkeling met hoge vermogensdichtheid. De beschreven technieken - van asintegratie en lageroptimalisatie tot geavanceerd smeden en bewerken - tonen een systematische aanpak om elke millimeter te besparen. Het implementeren van deze strategieën stelt ingenieurs in staat om compactere, efficiëntere en robuustere elektrische aandrijfsystemen te ontwerpen, wat direct bijdraagt aan een verbeterde voertuigverpakking, gewichtsvermindering en prestaties. Beheersing van deze optimalisatieprincipes is essentieel om voorop te blijven lopen in de elektrificatietechnologie.