Spline-assen als motor voor de toekomst: belangrijke toepassingen in elektrische voertuigen

Naarmate de wereldwijde transitie naar schone mobiliteit versnelt, komen nieuwe energievoertuigen (NEV's), waaronder elektrische auto's (EV's), plug-in hybrides en waterstofauto's, steeds meer in de belangstelling te staan. Hoewel batterijtechnologie, elektromotoren en laadinfrastructuur vaak de krantenkoppen domineren, wordt het belang van essentiële mechanische componenten zoals aandrijfassen vaak over het hoofd gezien. Toch spelen deze ogenschijnlijk eenvoudige onderdelen een cruciale rol in de prestaties, efficiëntie en veiligheid van NEV's.

Een spie-as is een mechanisch aandrijfelement dat is ontworpen om koppel over te brengen en tegelijkertijd axiale beweging mogelijk te maken. De nauwkeurig bewerkte ribbels, of "splines", grijpen in overeenkomstige groeven in een tegenstuk, zoals een tandwiel of koppeling. Dit ontwerp zorgt voor een efficiënte krachtoverbrenging, een hoge uitlijningsnauwkeurigheid en een groot draagvermogen.

Waar worden spiebanenassen gebruikt in elektrische voertuigen?

In elektrische voertuigen worden spiebanenassen veelvuldig gebruikt in drie belangrijke onderdelen: het elektrische aandrijfsysteem, het stuursysteem en de rem- of regeneratieve systemen.

1. Elektrische aandrijfsystemen
Een van de belangrijkste toepassingen van spiebanenassen is in de e-as of elektrische aandrijfeenheid, die een elektromotor, reductiekast en differentieel combineert in één compacte module. Spiebanenassen worden gebruikt om de rotor van de motor te verbinden met de ingang van de versnellingsbak, waardoor het rotatiekoppel soepel naar de wielen wordt overgebracht. Dit zorgt voor een hoge koppeldichtheid, minder trillingen en een optimale vermogensafgifte.

Bovendien maken spline-assen in elektrische voertuigen met twee motoren of vierwielaandrijving een nauwkeurige synchronisatie tussen de voor- en achterwielaandrijving mogelijk. In deze configuraties spelen spline-assen een cruciale rol bij koppelverdeling en dynamische stabiliteitscontrole.

2. Stuursystemen
Elektrische voertuigen (NEV's) zijn steeds vaker uitgerust met elektrische stuurbekrachtiging (EPS) ter vervanging van de traditionele hydraulische systemen. In deze systemen worden spiebanen gebruikt om de stuurkolom te verbinden met tussenassen of kruiskoppelingen, wat zorgt voor een soepele en responsieve besturing.

Met de opkomst van autonome rijtechnologieën wordt de precisie van de vertanding van de as nog belangrijker. Moderne drive-by-wire stuursystemen zijn sterk afhankelijk van zeer nauwkeurige koppelterugkoppeling, wat vertandingsassen vereist met minimale speling en nauwe productietoleranties.

3. Regeneratieve rem- en transmissiesystemen
Een ander belangrijk toepassingsgebied is in regeneratief remsysteem, waarbij kinetische energie tijdens het remmen wordt opgevangen en omgezet in elektrische energie om de accu op te laden. Spline-assen helpen de motor-generatorunit met de aandrijflijn te verbinden, waardoor naadloze overgangen tussen de aandrijf- en regeneratieve modus mogelijk zijn.

Bovendien worden in plug-in hybridesystemen of elektrische voertuigen met versnellingsbakken met meerdere versnellingen spiebanen gebruikt om planetaire tandwielen of koppelingspakketten in en uit te schakelen, waardoor de prestaties onder verschillende rijomstandigheden worden geoptimaliseerd.

De opkomst van op maat gemaakte spline-ontwerpen
Naarmate elektrische voertuigen compacter en softwaregestuurder worden, groeit de vraag naar op maat gemaakte spline-assen. Ingenieurs optimaliseren nu spline-profielen zoals involute, rechte of getande splines om te passen in kleinere voertuigen, geluid en trillingen (NVH) te verminderen en de levensduur van componenten te verlengen.

“Precisie en gewichtsvermindering zijn cruciale prioriteiten voor een ingenieur in de aandrijflijn van een auto. Geavanceerde spline-assen brengen niet alleen vermogen over, maar dragen ook bij aan energie-efficiëntie en verminderen het onderhoud gedurende de levensduur van het voertuig.”

Tandwielassen halen misschien niet de krantenkoppen zoals accu's of autonome sensoren, maar ze vormen een stille hoeksteen van de elektrische auto-revolutie. Van snelle motoraandrijvingen tot nauwkeurige stuurbekrachtiging: hun rol in het waarborgen van mechanische betrouwbaarheid en efficiëntie is onmiskenbaar.

Shanghai Belon Machinery Co., Ltd. is gespecialiseerd in hoogwaardige OEM-tandwielen, assen en oplossingen voor gebruikers wereldwijd in diverse sectoren, waaronder landbouw, automobielindustrie, mijnbouw, luchtvaart, bouw, robotica, automatisering en bewegingsbesturing. Ons OEM-assortiment omvat onder andere rechte kegeltandwielen, spiraalvormige kegeltandwielen, cilindrische tandwielen, wormwielen en spiebanenassen.

Naarmate de industrie zich verder ontwikkelt, zal de integratie van slimme materialen, oppervlaktebehandelingen en lichtgewicht legeringen de mogelijkheden van spline-assen verder verbeteren, waardoor ze hun plaats in de volgende generatie mobiliteit zullen verstevigen.