BIGtruck Techniek
Smesh-E-Axle: De truck opnieuw uitgevonden
Sinds de eerste T Ford is er veel veranderd, maar één ding bleef al die jaren ongewijzigd in de truckwereld: Een ladderchassis met voorin een motor, dan een versnellingsbak en vervolgens een aandrijfas naar de achteras. Dat principe bestaat nog steeds, zelfs bij de nieuwste elektrische trucks. ‘Dat moet anders kunnen’ dachten ze bij Smesh-E-Axle. Zij ontwikkelen een compleet nieuwe achteras waar alle techniek al in zit.
Voortborduren op een honderd jaar oud concept, ook voor de toekomst is volgens de bedenkers van de elektrische Smesh-E-Axle niet de beste manier voor elektrificatie. Met zo’n conventionele layout van een aandrijflijn ben je heel veel ruimte kwijt, maar het is ook nodeloos zwaar en ingewikkeld. Door een compacte achteras met daarin alle aandrijfcomponenten te ontwikkelen claimt het bedrijf een belangrijke ontwikkeling in te zetten. Het gewichtsvoordeel bedraagt al snel ruim twee ton en het bedrijf claimt een energieverbruik dat de helft lager ligt als bij een elektrische truck met een conventionele aandrijflijn. Dat betekent dus dat je een keer zo ver kunt rijden op één lading, of dat je met minder accu’s kunt volstaan en zo nog meer gewicht bespaart!
Minder verliezen van energie
Bij alle huidige aandrijflijnen wordt de energie door het differentieel onder een haakse hoek naar de beide wielen gestuurd. Daarbij ontstaan grote verliezen en dat moet anders kunnen. Vandaar dat er gekozen is voor een achteras met daarin zowel de elektromotoren als de versnellingsbak. Twee elektromotoren van samen 40 kilo leveren dezelfde trekkracht als een conventionele dieselmotor van 1.000 kilo. Daarbij wordt gebruik gemaakt van bestaande concepten die op een nieuwe manier worden toegepast. De elektromotoren werken vrijwel altijd in hun optimale werkgebied. Zodra de planetaire versnellingsbak, de SmeshGear, zijn werk doet vermenigvuldigt het motorkoppel als een roterende hefboom. Hierdoor ontstaat een hoog wielkoppel, en dat is uiteindelijk waar het om gaat.
Regeneratie door te remmen
Het resultaat van de techniek is volgens Smesh-E-Axle hoge trekkracht om mee op te trekken en een uiterst vloeiende manier om weg te rijden, ook op hellingen. Het schakelen van in totaal acht versnellingen verloopt schokvrij, en zelfs onder vollast waardoor slijtage of overbelasting wordt voorkomen. Verder wordt de remenergie teruggewonnen waardoor de accu’s weer opgeladen worden en slijtage van de remmen voorkomen wordt.
Nominaal vermogen
De elektromotoren in de Smesh-E-Axle zijn twee 105 kW ‘permanent magnet axial flux synchroon motoren’ die het vermogen samen afleveren. Door de motoren te integreren in de as, ontstaat volgens de producent een ongeëvenaard rendement. De motoren draaien in dezelfde richting als de wielen en zijn gecentreerd rond de hartlijn van de as. Hierdoor worden verliezen in de aandrijflijn vermeden, gewoon omdat de haakse overbrenging en gehele aandrijflijn voor de achteras verdwenen zijn. Volgens Smesh-E-Axle is 105 kW genoeg om een truck op snelheid te houden. Om die reden worden de beide motoren alleen gebruikt voor de acceleratie, om remenergie te regenereren en om hellingen te bedwingen. Eenmaal op snelheid werkt er dus maar één motor, waardoor de grote efficiency in stroomverbruik ontstaat. De 105 kW is het nominale vermogen en dankzij de slimme layout van het systeem wordt het piekvermogen nooit gevraagd. Dat zou alleen maar de efficiency verminderen, en is niet nodig.
Geen extra koeling
De Smesh-E-Axle heeft slechts beperkt koeling nodig voor de verschillende componenten. Wij vragen Rino Both hoe dat kan, want eerdere elektrische trucks die we zagen hadden zelfs een radiateur en een koelsysteem voor allerlei regelkasten, motoren en accu’s: ,,Onze twee 105 kW motoren draaien uitsluitend nominaal, nooit méér dan dat. Daarbij behalen wij mede dankzij de acht versnellingen vanaf een snelheid van 800 meter per uur altijd meer dan 95% motorefficiëntie. Wij halen dus nooit meer dan 210 kW (2x105kW) uit de batterij, wel minder. Als je echter een grote elektromotor hebt dan vraagt dat hoge vermogen veel stroom. Combineer een te grote motor met zware belasting en piek vermogen en de efficiëntie daalt heel hard. Hierdoor is er nog meer stroom nodig en die moet versneld uit de batterijen worden gehaald. Daarmee ontstaat er veel warmte en is er de noodzaak om geforceerd te koelen. Voor dat koelen heb je echter nog meer stroom nodig. Wij noemen dat een negatieve vicieuze cirkel die in werking wordt gezet. Om die reden kiezen wij een radicaal andere aanpak. Wij gebruiken uitsluitend nominale belasting en acht versnellingen om de motoren altijd in hun meest efficiënte werkgebied te houden. Dit zorgt voor een lage energievraag en daarmee minder behoefte aan koeling. Hierdoor ontstaat een kettingreactie van elkaar versterkende voordelen, en dat leidt tot de grotere efficiëntie,’’ aldus Rino Both.
Standaard componenten
Bij de Smesh-E-Axle wordt gebruik gemaakt van Meritor asuiteinden met standaard componenten voor de remmen. Daarmee is de as voor iedere bouwer van trucks toe te passen. Een voorloper van het concept is samen met de TU van Eindhoven toegepast en getest in de Noah, een circulaire auto met hoge energie efficiëntie. De Smesh-E-Axle is enorm compact en licht, maar ook efficiënt en krachtig volgens Rino Both. Hij is verantwoordelijk voor de marketing. Verder bestaat het team van Smesh BV uit een aantal oude bekenden met onder meer Wuf van Ginkel en Ruud Visser. Beide verdienden hun sporen in de truck- en rallywereld. Verder is Leon Lauwers mede verantwoordelijk voor de techniek.
Op dit moment wordt de as gevalideerd door een onafhankelijk automotive testcentrum in Frankrijk waarna het eerste prototype onder een truck wordt gemonteerd. Vervolgens zal volgend jaar dan de eerste test in de praktijk uitgevoerd worden. Dit gaat gebeuren bij A. Jansen uit het Brabantse Son. Daar worden twee trucks uitgerust met de nieuwe as.
