现代汽车技术追求高效率,节能,高舒适度和高安全性这三个主要目标。
作为汽车最重要的子系统之一,转向系统的开发一直在努力实现这些目标。
与传统的液压助力转向系统(HPS)相比,电动助力转向系统(EPS)可以节省大约3%至5%的燃油消耗。
它具有结构紧凑,节能环保,安全舒适等优点,是汽车动力转向系统的发展方向。
作为全球第二大汽车半导体供应商,英飞凌一直致力于开发新产品,以适应电动助力转向系统的发展。
本文首先介绍了转向系统的市场分析,EPS的分类及其基本功能,然后介绍了英飞凌基于两种不同电机的EPS系统解决方案和产品。
最后,本文分析了两种EPS的新方向以及英飞凌将采用的解决方案和新产品技术。
1.转向系统的市场分析在汽车的发展中,转向体经历了四个阶段:从简单的纯机械转向系统(Mechanical Steering,MS)到液压动力转向系统(Hydraulic Power Steering,HPS),以及然后,电动液压转向系统(EHPS)又出现了,电动转向系统(Electric Power Steering,EPS)现在开始被广泛使用。
与传统的液压助力转向系统相比,该电动助力转向系统具有以下优势:1)能耗更低:EPS没有转向油泵,电动机仅在转向时提供动力,因此动力消耗和燃油消耗可以减少到最低限度。
与液压助力转向系统相比,可节省燃油3%〜5%,大大提高了燃油经济性。
2)良好的道路感觉:EPS可以在各种行驶条件下提供最佳的作用力,并减少由于道路不平坦而对转向系统造成的干扰。
而且由于EPS系统内部采用刚性连接,因此可以通过软件控制系统的滞后特性,因此具有更好的行驶感觉。
3)安装简便:EPS省去了油泵,皮带,密封件,液压软管,液压油和密封件等零件,其电机和减速机构安装在转向柱或转向器中,从而整个转向系统重量轻,结构紧凑且易于安装。
4)良好的回程性能:EPS结构简单,精确,内阻低,回程性能好,可通过软件补偿,可获得最佳的转向回程特性,可提高汽车的转向稳定性。
5)应用范围广:EPS可以适应各种汽车,目前主要用于汽车和轻型卡车。
对于新能源汽车,特别是纯电动汽车,EPS系统是最佳选择。
6)车辆网络建设:由于具有CAN / LIN网络接口,EPS可以与其他汽车电子控制系统(例如主动悬架,防抱死制动(ABS)和驾驶员辅助系统)结合使用,并共享其电子设备以实现更复杂的功能,例如汽车智能化的最终目标:无人驾驶。
下表1是世界著名咨询公司Strategy AnalyTIcs对全球转向系统的预测。
可以看出,EPS将占据超过50%的市场份额。
表1:2007-2018年全球转向系统市场预测(百万)从区域角度看,EPS过去主要用于欧洲,美国和日本。
但是,从2015年开始,中国将超越欧洲,美国和日本,成为全球最大的EPS市场。
请参阅下面的表二。
表2:2007-2017年全球不同区域的转向系统市场预测(百万)如果查看不同的模型,所有通用乘用车都可以应用EPS,2007年至2017年的年均增长率为15%。
然而,由于对大型汽车和轻型卡车的EPS需求快速增长,表3显示,C级以下小型汽车的份额已从2007年的86%下降至2018年的66%。
表3:2007- 2018年全球转向系统市场细分模型预测(百万套)