Acionamento independente com cinco motores: o caminho da inovação tecnológica para minicarregadeiras elétricas.

I. Fundamentos Técnicos e Arquitetura Inovadora

Em meio à onda de eletrificação em máquinas de construção, as minicarregadeiras tornaram-se um modelo fundamental para a transformação digital devido às suas características operacionais flexíveis e versáteis. As minicarregadeiras tradicionais geralmente adotam uma cadeia de transmissão de potência do tipo "motor - bomba hidráulica - motor hidráulico - roda", que apresenta uma estrutura complexa, baixa eficiência na transferência de energia e dificulta o controle independente e preciso de cada roda motriz.

A minicarregadeira elétrica AILISHENG ALS3090EV adota uma solução de acionamento com cinco motores, composta por quatro motores de deslocamento lateral síncronos de ímã permanente e um motor hidráulico síncrono de ímã permanente independente. Essa arquitetura está altamente alinhada com a tecnologia de ponta do setor. De acordo com a literatura técnica relevante, o uso de um controlador mestre para gerenciar cinco controladores de motor, que controlam simultaneamente e independentemente os cinco motores para acionar a rotação das rodas da carregadeira e a operação da bomba hidráulica, tornou-se uma abordagem técnica predominante para minicarregadeiras elétricas. Nessa configuração, os quatro motores de deslocamento acionam independentemente as rodas dianteira esquerda, traseira esquerda, dianteira direita e traseira direita, respectivamente, enquanto o quinto motor é dedicado a acionar a bomba hidráulica, fornecendo energia aos implementos de trabalho.

II. Principais vantagens técnicas do acionamento de cinco motores

2.1 Controle independente e preciso do sistema de deslocamento

As minicarregadeiras tradicionais utilizam transmissão hidráulica, o que dificulta o feedback preciso e o ajuste das diferenças de velocidade entre as rodas. Em contraste, a solução de motor independente nas quatro rodas da ALS3090EV proporciona tração e controle verdadeiramente independentes nas quatro rodas.

Ao permitir que a unidade de controle do veículo (VCU) colete sinais da alavanca eletrônica de controle de deslocamento em tempo real, os controladores dos motores podem enviar comandos precisos de velocidade e torque para os quatro motores de deslocamento de forma independente, enquanto recebem simultaneamente informações de status em tempo real dos motores, formando um sistema de controle em malha fechada. Essa arquitetura permite que cada roda obtenha potência independente com base nas condições de operação. Quando uma manobra de giro zero é necessária, as rodas dos lados esquerdo e direito podem girar em direções completamente opostas, atingindo um raio de giro próximo de zero e aproveitando ao máximo as vantagens de mobilidade da minicarregadeira.

Mais importante ainda, a tecnologia de controle independente nas quatro rodas permite o ajuste rápido da corrente de controle para cada conjunto de acionamento com base nas diferenças de velocidade entre as rodas, regulando com precisão a velocidade ou o torque nas extremidades das rodas e alcançando o controle em tempo real em malha fechada nas quatro rodas. Isso não apenas reduz a perda desnecessária de energia, mas também evita problemas de vibração e impacto causados ​​por diferenças de velocidade durante a condução, melhorando significativamente o conforto e a suavidade de operação do veículo.

2.2 Controle Otimizado Independente do Sistema Hidráulico

Nos projetos tradicionais, a bomba hidráulica geralmente compartilha a fonte de energia com o sistema de deslocamento, resultando em consumo de energia mesmo com a rotação em marcha lenta, quando os implementos de trabalho não estão em operação. O ALS3090EV resolve esse problema de forma fundamental, utilizando um motor hidráulico independente para acionar a bomba hidráulica.

Este projeto permite o controle preciso do sistema hidráulico, independentemente do sistema de deslocamento. Quando os implementos de carga estão inativos, o motor hidráulico pode ser completamente desligado, evitando o consumo de energia em modo ocioso. Ao otimizar o algoritmo de controle do nosso produto, o ALS3090EV, por meio de um controle de modo de economia de energia adequado, o sistema pode colocar automaticamente o motor da bomba principal em modo de espera quando o operador não pressiona o pedal e a pressão de repouso atinge um valor predefinido. Assim que o sistema detecta que o operador pressionou o pedal para operar os implementos de trabalho, o motor da bomba principal retoma imediatamente a operação. Estima-se que este método de fornecimento de energia sob demanda melhore a autonomia total do veículo em aproximadamente 15%, sem afetar a experiência de controle do operador.

2.3 Recuperação de energia e melhoria da eficiência do sistema

A arquitetura de cinco motores cria condições favoráveis ​​para a recuperação de energia. Quando a minicarregadeira desacelera ou desce uma ladeira, os quatro motores de deslocamento podem alternar para o modo gerador, convertendo a energia cinética do veículo em energia elétrica para recarregar o sistema de baterias. Essa função é particularmente útil em cenários de operação com frequentes partidas e paradas, típicos de minicarregadeiras, prolongando ainda mais o tempo de operação.

Além disso, os motores síncronos de ímã permanente são inerentemente muito eficientes. Combinado com a estratégia de controle independente de cinco motores, o ALS3090EV alcança uma utilização de energia significativamente maior em comparação com as soluções tradicionais de transmissão hidráulica. Cada motor opera dentro de sua faixa de eficiência ideal, evitando as perdas por estrangulamento e transbordamento inerentes aos sistemas hidráulicos tradicionais.

2.4 Fundamentos para Eletrificação Plena e Inteligência

A arquitetura de acionamento com cinco motores alinha-se naturalmente com a tendência de inteligência artificial. Como cada componente de atuação alcança o controle motorizado, toda a máquina pode ser totalmente eletrificada , estabelecendo a base de hardware para funções como direção autônoma e controle remoto.

Com base nessa arquitetura, o sistema de controle pode implementar funções lógicas mais complexas, como o ajuste automático da velocidade do motor hidráulico de acordo com as diferentes marchas, o controle da direção e da velocidade do motor hidráulico com base no modo de trabalho e a obtenção de um controle coordenado mais sofisticado entre o deslocamento e os implementos de trabalho. Essas funções são extremamente difíceis de realizar com soluções tradicionais de transmissão hidráulica, mas tornam-se relativamente simples na plataforma elétrica de cinco motores.

III. Resumo dos Benefícios Técnicos Abrangentes

Em resumo, a solução de acionamento independente com cinco motores do ALS3090EV oferece os seguintes benefícios técnicos abrangentes:

• Controle aprimorado : O controle de precisão independente nas quatro rodas permite um raio de giro zero real e um controle de deslocamento refinado.
• Eficiência energética otimizada: O motor hidráulico independente opera sob demanda, eliminando perdas por inatividade e melhorando significativamente a autonomia.
• Maior confiabilidade: O sistema de controle em circuito fechado monitora o status de cada roda em tempo real, reduzindo choques mecânicos e vibrações causados ​​por diferenças de velocidade.
• Manutenção simplificada: Elimina componentes complexos de transmissão hidráulica, simplifica o caminho de transmissão de energia e reduz os potenciais pontos de falha.
• Base para Inteligência : A arquitetura de controle totalmente eletrônica oferece suporte nativo para futuros sistemas de direção autônoma e operação inteligente.

IV. Conclusão

A solução de acionamento com cinco motores da AILISHENG ALS3090EV representa um avanço significativo no desenvolvimento tecnológico de minicarregadeiras elétricas. Através do controle coordenado de quatro motores de deslocamento e um motor hidráulico, ela permite a otimização independente dos sistemas de deslocamento e de trabalho, demonstrando vantagens notáveis ​​em termos de controlabilidade, eficiência energética, confiabilidade e potencial para inteligência. Com a otimização contínua das estratégias de controle e os avanços na tecnologia de baterias, espera-se que o acionamento independente com cinco motores se torne o padrão técnico para minicarregadeiras elétricas de alta gama, impulsionando a eletrificação de máquinas de construção a níveis ainda mais profundos.