전기 자동차 제조업체의 목표 달성 지원

전기 자동차는 새로운 것이 아닙니다. 전기 자동차는 1890 년대와 1900 년대 초에 유럽과 미국에서 인기가있었습니다. 내연 기관 (ICE)이 장착 된 자동차보다 깨끗하고 조용하며 시동하기 쉬웠 기 때문입니다. 가솔린 자동차가 소비자 시장을 장악 한 후에도 전기 열차와 트럭은 계속해서 석탄을 광산에서 운반하고 지하철 터널을 통해 사람들을 이동 시켰습니다. 전기 견인 트랙터,화물 운반 대 및 지게차는 전 세계적으로 공장과 창고를 운영했습니다.

오늘날 기후 변동성이 증가하고 화석 연료 차량에 대한 금지가 전기 자동차, 트럭 및 버스에 대한 투자를 유도합니다. 2017 년 전 세계적으로 125,000 대 이상의 전기 상용차가 생산되었으며, Research and Markets 보고서에 따르면 2025 년까지 180 만 대를 초과 할 것으로 예측됩니다.

온라인 쇼핑이 급증한 미국에서는 배달 회사가 전기 중형 트럭과 밴을 배치하여 수요를보다 지속적으로 충족시킵니다. 중국에서는 강력한 정부 인센티브와 낮은 자동차 소유율로 인해 소비자가 전기 자동차에 더 관심을 갖게되고 5 주마다 9,500 대의 새로운 전기 버스가 도로로 이동합니다. 이는 전체 런던 버스 차량에 해당합니다.

전기 추진의 과제

그러나 전기 자동차 (EV) 시장은 아직 성숙하지 않았습니다. 1 세대 EV 파워 트레인 솔루션은 아직 10 센트에 불과하며 스타트 업은 시장에서 자리를 차지하기 위해 기존 제조업체와 경쟁하고 있습니다. 공급 업체는 EV에 대한 수요가 증가함에 따라 빠르게 적응할 수 있도록 개발 상황을 파악하고 있습니다.

가장 큰 도전은 배터리입니다. 전문가들은 리튬 배터리 비용이 향후 10 년 동안 계속 높을 것으로 예상합니다. 충전으로 더 많은 마일을 얻기 위해 제조업체는 더 큰 배터리 팩을 넣을 공간과 함께 차량을 더 가볍게 만들 수 있도록 전력 밀도가 높고 연료 효율적인 동력 전달 장치 솔루션을 찾습니다.

베어링 설계자의 EV 과제에는 더 가혹한 열 환경과 경량 윤활유가 포함된다고 팀켄의 오프 하이웨이 그룹의 수석 엔지니어 인 크리스토퍼 마크스 (Christopher Marks)는 말했다.

Timken 수석 엔지니어, Christopher Marks

“가벼운 윤활유는 구동계 작동의 효율성을 높이기 때문에 수년 동안 유행했습니다.”라고 그는 말합니다. “이러한 가벼운 윤활유는 성능 문제를 일으킬 수 있지만 베어링과 기어 접촉부에 필름 두께가 없기 때문입니다.”

EV 기어 박스의 작동 온도도 ICE 차량에 비해 상당히 높은 경향이 있습니다. 전기 모터를 기어 박스에 고정하면 큰 열 발생기입니다. 기존 구동계의 유일한 열 발생은 베어링과 기어의 동력 손실입니다.

기존의 베어링보다 더 공격적인 환경에서 베어링을 더 오래 지속시키는 것은 어려운 일입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 팀켄 설계자는 회사의 입증 된 프로세스와 여러 산업 분야에 걸친 방대한 애플리케이션 지식에 의존합니다.

초기 혁신으로 길을 닦다

역사적으로 자동차 산업이 애플리케이션 혁신을 위해 팀켄에 의존하는 것은 새로운 것이 아닙니다. 1975 년부터 CAFE (Corporate Average Fuel Economy) 규정은 미국에서 자동차 및 경트럭의 연비 목표를 높이기 시작했습니다. 그 이후로 팀켄의 PDFE (Power density, fuel-efficient) 테이퍼 롤러 베어링은 기존 및 전기 모두에서 중요한 역할을했습니다. -ICE 하이브리드 애플리케이션.

“하이브리드의 흥미로운 점은 하이브리드 수준에 따라 구동계가 크게 변하지 않는다는 것입니다.”라고 Marks는 말합니다. “PDFE 기술은 새로운 것이 아니지만 이러한 베어링의 설계는 기존 또는 하이브리드 차축에 고유했습니다.”

반면에 완전 전기 자동차는 여전히 진화하고 있으며 축과 동력 전달 장치는 서로 크게 다를 수 있으며 ICE 또는 하이브리드 차량과도 다를 수 있습니다. 예를 들어, 하나의 새로운 전기 트럭 설계에는 각 바퀴에 하나씩 4 개의 모터가 있습니다. Marks는“이러한 모든 혁신은 고객에게 도전 과제를 제공합니다. “하지만 여전히 차량 무게를 줄이고 연료를 늘리거나이 경우 배터리를 충전 할 때 더 긴 거리를 확보하기 위해 전력 밀도가 높고 연료 효율적인 솔루션을 제공하는 것입니다.”

전력은 최대화하면서 크기는 최소화

EV 애플리케이션을 해결하기 위해 팀켄 엔지니어는 ePDFE 테이퍼 롤러 베어링 기존 및 하이브리드 차량용 PDFE 베어링을 제작하면서 수년간 습득 한 지식을 기반으로합니다.

Marks는“큰 차이점은 거시적 기하학에 있습니다. “이러한 베어링과 축은 기존 차량보다 약간 작은 경향이 있습니다.” 팀켄 ePDFE 테이퍼 롤러 베어링은 볼 베어링에 비해 더 작은 솔루션을 제공하므로 고객은 샤프트와 하우징의 크기를 줄여 더 많은 동력 밀도의 기어 박스를 만들 수 있습니다.

반면에 ePDFE 베어링의 내부 형상은 연료 효율을 높이고 팀켄의 미세 형상 기술이 큰 역할을합니다.

Marks는 “우리는 고객이 가장 작고 가장 동력이 강한 기어 박스를 설계하는 데 도움이되는 기술을 보유하고있어 더욱 컴팩트 한 동력 전달 장치 설계, 전체 차량 중량 감소, 베어링 작동 온도 감소 및 동력 전달 장치 효율성 향상을위한 길을 닦습니다.”라고 말합니다.

팀켄 ePDFE 베어링은 또한 내연 기관의 배경 소음이없는 차량에서 중요한 요소 인 소음, 진동 및 거칠기를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

최적화 된 결과를위한 초기 협업

Marks는 설계 프로세스 초기에 팀켄 엔지니어와 협력하여 솔루션을 나중에 개조하는 것보다 사전에 최적화하는 것의 중요성을 강조합니다.

“우리는 고객이 베어링에 유익한 환경을 설계하고 있는지 확인하고 싶습니다.”라고 그는 말합니다. “우리에게 일찍 왔을 때 우리는 베어링이 수명과 신뢰성 측면에서 높은 수준의 성능으로 작동 할 수있는 아키텍처를 만들기 위해 그들과 협력 할 수 있습니다.”

젊은 산업에서 일반적으로 그렇듯이 오늘날의 EV 제조업체는 제품의 모든 잠재적 인 효율성과 신뢰성을 짜는 것보다 시장 출시 속도에 매우 집중하고 있습니다.

Marks는“EV가 시장에서 더 많은 점유율을 차지하기 시작함에 따라 시간이 지남에 따라 효율성을 높일 여지가있을 것이라고 생각합니다. 오늘날 기존의 측면 에서처럼 제조업체는 1 갤런 당 1 마일의 연비를 높이기 위해 노력하고 있습니다. 시각. 베어링과 같은이 모든 작은 것들을 변경함으로써 얻을 수 있습니다.”

고객의 탐색 지원

전기 자동차가 자동차 세계를 뒤 흔드는 유일한 혁신은 아닙니다. Marks는“오늘날 우리는 혁명의 한가운데에 있습니다.”라고 말하며 제조업체는 승차 공유 및 자율 주행 차량의 부상을 예상하고 있습니다.

예를 들어 미국에서는 결국 소유율이 낮아지고 차량 수가 줄어들 수 있지만, 한 대의 차량이 12,000-15,000 마일이 아닌 연간 100,000 마일을 운전할 것입니다. 이러한 종류의 변화는 애프터 마켓 신뢰성 요구 사항에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 팀켄이 해결하기 좋은 위치에 있습니다.

“사람들은 산업이 어디로 가고 있는지 이해하기 위해 많은 수정 구슬을 조사하고 있습니다.”라고 그는 말합니다. 장기적으로 그는 소비자 및 고속도로 상용 시장을 겨냥한 하이브리드 및 완전 전기 자동차의 혼합과 오프 하이웨이 차량의 효율성 표준 증가를 기대합니다.

EV 제조업체가 목표를 달성 할 수 있도록 팀켄 엔지니어는 고객과 긴밀하게 협력하여 각 애플리케이션에 이상적인 솔루션을 개발합니다.

Marks는“우리는 오랜 고객뿐 아니라 우리에 익숙하지 않은 신규 진입자들과도 협력하고 있습니다. “둘 다 새로운 EV 추진 시스템을 개발할 때 우리의 엔지니어링 지식을 활용할 수 있습니다.”

Published: 2021/03/24