Todo lo que necesitas saber sobre los ejes eléctricos

A medida que las empresas de todo el mundo intensifican sus esfuerzos para reducir las emisiones de carbono, muchas están invirtiendo en vehículos eléctricos o híbridos. Algunos son totalmente eléctricos, mientras que otros tienen elementos eléctricos, como un eje eléctrico (eAxle), que reducen su dependencia de combustibles fósiles. Al electrificar todo o parte del tren motriz de un vehículo (los componentes que convierten el combustible o la electricidad en energía para hacer que el vehículo se mueva), las empresas y los individuos pueden hacer el cambio hacia un transporte con bajas emisiones de carbono. Esto es lo que necesita saber sobre eAxles y lo que le depara el futuro a este componente vital. 

La ingeniería moderna nos ha ayudado a electrificar muchos modos de transporte y logística y a alejarnos de los vehículos con alto contenido de carbono. Los vehículos eléctricos (EV) ahora tienen la potencia y la capacidad para competir con los vehículos tradicionales propulsados ​​por diésel, con una gama de modelos centrados en el rendimiento y la carga que alcanzan la paridad con los modelos con motor de combustión interna. 

Muchas empresas han hecho la transición con éxito al uso de vehículos eléctricos para entregas de última milla, pero la mayoría todavía está resolviendo el mejor caso de negocio en torno al uso de vehículos eléctricos para el transporte de mercancías pesadas o de largo alcance. 

Si bien la infraestructura de vehículos eléctricos está mejorando en países como EE. UU., no está lista para soportar flotas de vehículos eléctricos. Un estudio encontró que, para 2035, las paradas de camiones capaces de cargar camiones eléctricos tendrán las mismas necesidades de energía que una ciudad pequeña. E incluso para vehículos que pueden recorrer hasta 500 millas con una sola carga, como el nuevo semi eléctrico de Tesla, el precio puede ser increíblemente prohibitivo para empresas con presupuestos modestos.  

Los vehículos híbridos son una opción más asequible y logísticamente realista para muchas personas y empresas. Y los eAxles son un equipo que permite una variedad de transformaciones de vehículos eléctricos, desde soluciones híbridas hasta vehículos totalmente eléctricos. Pero ¿qué son exactamente?
 

¿Qué es un eje electrónico? 

Los eAxles son la innovación más reciente que podría cambiar la forma en que impulsamos los vehículos. Primero, echemos un vistazo rápido a qué es un eje estándar y qué hace. 

El eje estándar es uno de los componentes clave de un vehículo. Es uno de los cinco elementos que componen el tren motriz de un vehículo, que toma energía del motor o de la batería y la entrega a las ruedas para que usted se mueva. Un tren motriz estándar se compone de un motor (o un motor eléctrico para vehículos eléctricos de pila de combustible o vehículos eléctricos), transmisión, eje de transmisión, diferencial y ejes. Dentro del tren motriz, las funciones principales del eje son soportar el chasis y el peso total del vehículo y transferir potencia a las ruedas para impulsar el vehículo.

Los ejes estándar transfieren potencia y torsión del motor para mover un vehículo en la dirección deseada. La primera versión era poco más que una varilla con dos ruedas unidas, pero los ejes modernos ofrecen mucho más control para facilitar una conducción suave y segura. Todos los vehículos tienen un eje delantero y trasero para soportar cuatro ruedas, pero los vehículos más grandes tienen más ejes para soportar un chasis más grande y una mayor cantidad de ruedas. Los ejes son una parte esencial de cualquier vehículo, ya que le dan al conductor control sobre la dirección que toma. 

Sin embargo, en las últimas dos décadas, más fabricantes han comenzado a combinar el eje con diferentes componentes para crear una solución mejor adaptada a los vehículos sostenibles: el eAxle. 

Un eAxle es un sistema de propulsión eléctrica que integra los componentes necesarios para impulsar un vehículo mientras utiliza una estructura de eje tradicional. Con engranajes diseñados para manejar un alto par motor y grandes cantidades de regeneración de frenos, los eAxles, al igual que las ofertas escalables de Accelera, se pueden adaptar para satisfacer diversas necesidades según la aplicación, el ciclo de trabajo y los requisitos regionales del vehículo. 
 

¿Cómo funcionan los eAxles?

Los eAxles toman energía de motores que funcionan con baterías, que comúnmente usan baterías de iones de litio (Li-ion). Los ejes suelen tener un motor pero, dependiendo del tamaño del eje, pueden tener dos para garantizar que puedan entregar un nivel de energía suficientemente alto. La última generación de eAxles tiene componentes como el motor y la transmisión incorporados en uno, que pueden pesar mucho menos en conjunto que las tres partes separadas. 
 

¿Qué motores utilizan los eAxles?

Los eAxles pueden funcionar con una variedad de tipos de motores diferentes. Algunas opciones incluyen:

• Motor síncrono de imanes permanentes: los motores PMS se adaptan bien a entornos de alto rendimiento gracias a su alta densidad de potencia y eficiencia.
• Motor de inducción: aunque son comparativamente de bajo costo y se consideran una opción simple y duradera, los motores de inducción tienen menor eficiencia y potencial de potencia.
• Motor de reluctancia conmutada: al utilizar el par de reluctancia, los motores de reluctancia conmutada pueden ofrecer una alta eficiencia de accionamiento del motor en un motor simple y de bajo costo, aunque tienen una menor capacidad de par.

Los sistemas de propulsión eléctricos (ePowertrains) suelen tener una de tres ubicaciones de motor: colocar el motor directamente en el eje, utilizar una solución de accionamiento centralizado u optar por un motor centralizado con una caja de cambios. Optar por un eAxle integrado puede reducir la resistencia, haciendo que el vehículo sea más aerodinámico y evitando el consumo excesivo de energía.  
 

Uso de pilas de combustible para impulsar eAxles

Al igual que las baterías, las pilas de combustible también son una fuente de energía sostenible para vehículos de cero emisiones. Para explicar la tecnología en los términos más simples, una celda de combustible tiene dos electrodos, un electrodo negativo (ánodo) y un electrodo positivo (cátodo), que se encuentran a cada lado de un electrolito. El ánodo se alimenta con una fuente de energía, que en una pila de combustible de hidrógeno es hidrógeno, y un catalizador separa las moléculas en protones y electrones. El resultado es electricidad y emisiones inofensivas en forma de agua y calor. 
Una pila de combustible alimentada por hidrógeno produce bajas o nulas emisiones (dependiendo de la fuente de electricidad que alimenta la electrólisis). El hidrógeno se perfila como una alternativa sostenible para el futuro; Si bien no existe la infraestructura necesaria para que los vehículos propulsados ​​por hidrógeno sean una opción viable en la actualidad, la tecnología avanza rápidamente. Se prevé que en 2030 los vehículos propulsados ​​por hidrógeno podrían circular en masa por las carreteras y los ferrocarriles. 
 

Los beneficios detrás de eAxle

Los eAxles podrían ser vitales para ayudar a las empresas a realizar la transición de una flota alimentada por combustibles fósiles a vehículos híbridos o totalmente eléctricos. Sin embargo, los beneficios de instalar un eAxle van mucho más allá de su potencial de reducción de carbono. Estos componentes modernos vienen con muchas ventajas, que incluyen:

• Mejor capacidad de servicio de la flota, ya que los eAxles pueden ser más fáciles de integrar en un vehículo y reducir la cantidad de piezas separadas.
• Potencial para una mayor eficiencia de la línea motriz con menores pérdidas de engranajes.
• Aumenta la vida útil y reduce el mantenimiento de los frenos mediante el frenado regenerativo.
• Los componentes condensados ​​suelen distribuirse por todo el chasis formando un eje más compacto.
• Libera espacio para colocar baterías dentro de los rieles del marco en el lugar más protegido del chasis. Y, si se necesita más autonomía, se pueden agregar baterías adicionales fuera de los rieles del bastidor en lugar de tanques de combustible convencionales, lo que reduce aún más la dependencia del vehículo de los combustibles.
• Reduce la contaminación acústica porque el vehículo es más silencioso en marcha.
• Facilita una experiencia de conducción agradable con una respuesta de par instantánea.

Adaptar los vehículos para el futuro

La compra de vehículos nuevos es un costo que muchas empresas no pueden afrontar. Adaptar los camiones existentes mediante la instalación de un eAxle es una ruta más asequible para hacer que una flota sea más sostenible. Algunos eAxles y sistemas de tren motriz, como los de Accelera™ de Cummins, se han diseñado con una arquitectura inherentemente modular. 

Los Accelera™ eAxles mantienen el hardware de montaje del eje existente para simplificar la integración OEM. Modelos como el Accelera 14Xe son adecuados para una variedad de configuraciones de vehículos, incluidos eléctricos, híbridos en serie e híbridos enchufables. Con varias opciones de transmisión para diferentes aplicaciones, incluidas cargas pesadas o de largo alcance, nuestros eAxles facilitan una menor dependencia de combustible y un transporte más sostenible.