Es un error común pensar que los vehículos eléctricos no requieren sistemas de transmisión, ya que sus motores eléctricos pueden ofrecer un par instantáneo y operar en un amplio rango de velocidades. Esta suposición no es válida para muchos vehículos comerciales eléctricos que deben enfrentar el transporte de cargas pesadas, subir pendientes pronunciadas y mantener las velocidades de autopista.
Eaton es una empresa especializada en la gestión de energía y electrónica de potencia y uno de los proveedores más importantes de la industria automotriz. Desde hace unos años viene desarrollando una serie de transmisiones eléctricas diseñadas para satisfacer las demandas energéticas de los vehículos comerciales eléctricos, como autobuses y camiones de servicio pesado. La transmisión EV HD de 4 velocidades es una solución especialmente diseñada para ofrecer un alto rendimiento, eficiencia y flexibilidad para este tipo de aplicaciones, que son críticas en términos de rendimiento, fiabilidad y coste.
¿Por qué son diferentes los vehículos eléctricos comerciales?
Un sistema de transmisión de una sola velocidad (directo) necesitaría un motor extremadamente grande y costoso para proporcionar la potencia y el par requeridos. En caso contrario, con un motor convencional, se limitaría el rendimiento y la autonomía del vehículo. Por otro lado, una transmisión de varias velocidades puede ampliar el rango operativo del motor, reducir su tamaño y coste y mejorar la eficiencia y el rendimiento del vehículo. Además, también permite mejorar el frenado regenerativo.
Aunque las transmisiones son beneficiosas para los vehículos eléctricos, no requieren tantas relaciones de transmisión como los vehículos convencionales con motores de combustión interna (ICE). Los motores eléctricos tienen una respuesta de par mucho más rápida y suave y pueden proporcionar un par máximo continuo en un rango de velocidad mucho más amplio.
Esto se traduce en que se necesitan menos marchas para cubrir el mismo rango operativo y que el vehículo puede permanecer durante más tiempo en la marcha óptima para lograr eficiencia y rendimiento. Por ejemplo, mientras que un camión diésel típico puede requerir una transmisión de 10 velocidades para adaptarse a diversas condiciones de carretera, un camión eléctrico puede lograr un rendimiento equivalente con una transmisión de 4 velocidades.
Las transmisiones disponibles
Existen tres arquitecturas principales en los sistemas de propulsión para vehículos eléctricos que se pueden utilizar en vehículos comerciales: tracción central, eje electrónico y tracción directa. Cada una de estas arquitecturas tiene sus propias ventajas y desventajas, que dependen de los requisitos de rendimiento, las limitaciones del empaquetamiento y el coste.
Eaton ha aplicado su experiencia en diseño de engranajes y tecnología de transmisiones para desarrollar transmisiones específicas para vehículos eléctricos que proporcionan la cantidad adecuada de marchas para diversas aplicaciones.
Actualmente, las transmisiones para vehículos eléctricos desarrolladas por Eaton se centran en la arquitectura de tracción central, que implica un motor montado en el chasis y una transmisión conectada al eje mediante un eje de transmisión. Esta arquitectura ofrece ventajas como simplicidad, fiabilidad, facilidad de integración, flexibilidad en la elección del motor y un espacio óptimo para acomodar la batería. Además, pueden adaptarse a la arquitectura de eje electrónico, que integra el motor y la caja de cambios en un solo eje, ofreciendo la máxima eficiencia de espacio para el alojamiento de la batería.
La transmisión EV HD de 4 velocidades de Eaton representa una solución de última generación diseñada específicamente para aplicaciones de servicio pesado, como transporte, autobuses, tractores, volquetes o servicios municipales y logísticos.
Esta transmisión tiene capacidad para generar un par máximo de 2.600 Nm y una velocidad de entrada máxima de 5.000 rpm, adecuados para vehículos con un peso bruto combinado de hasta 43 toneladas. En el interior de su carcasa de aluminio cuenta con engranajes helicoidales y un módulo de control montado en la transmisión, junto con un sistema de accionamiento eléctrico integrado.
Esta arquitectura la convierte en una transmisión ligera, eficiente y silenciosa. La lógica de control de cambios patentada por Eaton asegura cambios de marcha suaves. La opción de TDF trasera permite proporcionar energía auxiliar para los accesorios. Además, la transmisión es altamente versátil y se puede integrar fácilmente con varios motores gracias a su adaptador de motor SAE #2. Actualmente, se encuentra en la etapa de muestra B y se prevé que la producción comience en 2024.
