科学技能的迅猛开展极大地促进了轿车技能和轿车工业的开展,轿车转向体系也不破例。1954年,通用轿车公司初次将助力转向体系运用于轿车上。经过一系列的技能革新,80年代前期呈现了电子液压助力转向体系。1988年,日本铃木轿车公司首要在其小型轿车Cervo上装备了电动助力转向体系。
跟着EPS体系技能得到广泛的认可,先后有多家轿车公司开端对EPS体系投入研讨,如英国卢卡斯日本三菱轿车大发轿车公司德国ZF德尔福公司和美国天合公司德尔福公司的产品用于群众波罗欧宝318i和菲亚特Punto等车型上设备了电动助力转向体系,三菱在其出产的Minic上装备了EPS体系日本大发也在它Mira车型上装备了EPS体系,本田的Accord上也己经选装了EPS体系进行设备直至今日这些公司的电动助力转向体系在世界商场中依然占有着广阔的商场份额从电动助力转向体系呈现到现在的30余年时刻里,EPS体系得到了飞速的开展从最开端的电动助力转向体系仅在轿车低速的泊车情况时动作,向全速型进行的开展使轿车在高速行进时自动增加阻尼操控使轿车在全速下也可进行操作安稳性操控运用规模也越来越广,从最开端的中型微微型轿车上的运用己经向中高档轿车扩展。
电动助力转向体系作为机电一体化的代表,将电机与电子产品相结合,对轿车的驾驭体系进行了进步,在满意了驾驭员对操作体系操作性,电动助力转向体系体现出了十分大的优势。
从全球来看,轿车EPS搭载率已超越50%。我国在售乘用车型中运用HPS的轿车约为63%,运用EPS约为35%,而我国自主品牌轿车的EPS搭载率仅为20%左右,未来开展潜力巨大。近几年来国内自主品牌EPS产销量正快速增加。数据显现,2015年自主品牌EPS产品销量约229.3万件,同比增加30.5%,市占率到达19%,较上一年进步1.3个百分点。
跟着乘用车智能性和电子电气化程度进步以及新能源轿车销量的快速增加,咱们对2020年EPS的商场空间进行了敏感性测算:
在油耗限值法规、电动化和智能化的趋势下,咱们以为EPS的装置率有望快速进步。跟着国内EPS产品逐步老练,咱们估量到2020年EPS的商场浸透率将到达65%。在国内轿车产量复合增速为6%、EPS浸透率为65%的中性假设下,2020年轿车产量有望到达3279万辆,相应的EPS商场规模为2131.41万件,若依照EPS单价为1000元/件核算,EPS商场空间有望到达213亿元。
国内对EPS体系的需求在一段时刻内十分可观,但作为国内的出产企业来说,助力体系还处于初级阶段与国外公司还有很大的距离,在短时刻能无法满意高规范的驾驭需求,所以国内商场仍是底子有国外产品占有。
依据中汽协数据,2016年1-6月自主品牌狭义乘用车出售382.39万辆,占比到达38.1%,较15年进步3.2个百分点。自主品牌销量快速增加一方面与乘用车销量首要奉献区域向可支配收入较低的中西部搬运有关,另一方面与自主品牌SUV车型销量快速增加有关。咱们以为自主品牌市占率的进步有望继续。一起,跟着国内EPS自主研制技能的不断老练,自主品牌EPS装置率有望进一步进步。
在我国电动助力转向体系商场中,外资或合资企业的商场占有率在80%左右,占独占方位,我国本乡企业商场占有率则缺乏20%。现在日本捷太格特、德国采埃孚、日本精工、美国天合等全球首要转向体系供货商均已在我国建立EPS出产基地。我国本乡呈现了一批产能在100万套以上的企业,例如易力达、豫北等。
分供货商国别来看,近年来国内自主品牌EPS产销量快速增加。依据职业专家沟通数据,2014年我国自主品牌EPS产品销量约为175.7万件,占国内EPS产品总销量的17.7%;2015年自主品牌EPS产品销量约229.3万件,同比增加30.5%,市占率到达19%,较2014年进步1.3个百分点。咱们以为,自主品牌EPS销量快速增加,与产品老练度进步以及自主品牌乘用车市占率进步、消费晋级带来自主品牌车型EPS装置率进步有关。
稀土永磁资料具有结构简略、运转牢靠、质量小、功率高级长处,必将替代传统电动机。此外,有刷电机存在许多坏处,比方电刷产生的噪声较难战胜、磨损严峻、电磁搅扰等问题。久远来看,无刷电机将逐步替代有刷电机,日本现在国内配装的EPS也逐步转向无刷电机。
EPS转向助力特性的操控战略通常是电机助力电流操控,当转向参数改动时,转向盘转矩特性会随之改动。若以转向盘转矩为方针转矩进行操控,能够改进转向简便性和路感,加速转向响应速度,进一步进步行进安全性。
全电动转向技能(线控转向,Steering-by-Wire,SBW)撤销了转向盘与转向轮之间机械衔接,完全由电能及转向信号完成转向。此外,其可对驾驭员的操作指令或轿车情况进行判别,必要时自动进行驾驭操控,使轿车康复安稳行进。与EPS比较,SBW操作安稳性更佳,自动和被迫安全性更高,转向功用规划更自在,一起乘坐舒适性也更好。
EPS相关于HPS体系,最大的长处是真实做到了随速转向,为驾驭员供给杰出的驾驭感觉。但同一辆车辆,不同的驾驭员(性别、年纪、特性、身体情况等),对EPS助力特性也有不同的要求,现在的EPS无法满意每一个驾驭员的需求。若在ECU中存储多种助力特性曲线,可构成多助力形式,由驾驭员依据各自驾驭习气自在挑选,则能够最大化满意驾驭员的需求。多助力形式对硬件改动较小(增加挑选开关),软件及调教费用较低,性价比高,未来推行较为简略。现在现代胜达、IX35等车型上现已装备多助力形式。
跟着车辆电气化和智能化程度的进步,线控转向(SteeringByWire,SBW)现已成为转向体系的开展方向,未来会获得广泛运用。所谓四轮转向,是指撤销转向盘和车轮之间的机械衔接设备,运用操控信号衔接,又称为柔性转向体系。
SBW的结构原理图如上图所示。因为SBW选用柔性衔接,转向盘和车轮之间撤销了机械衔接,且电子元器件易受电磁干与,需求承受的信号较多,体系杂乱,其牢靠性和安全性是最亟待处理的。为保证安全,一般选用冗余规划的办法,如在体系中增加传感器、电机、电源或备份机械结构等,有用进步体系的牢靠性。
如全球首要量产选用SBW的英菲尼迪Q50,就选用了备份机械组织的办法。车辆转向时,不依托传统的机械衔接,而是依托三组电子操控单元(ECU)进行操控,依据路况和转向盘滚动视点和扭矩、车速进行归纳核算,然后指挥转向电机组织完成转向。当恣意一个ECU被监测到呈现了问题时,备用形式将激活离合器,康复至传统的机械传动转向形式,保证驾驭员能够掌控车辆。
国内的电动助力转向体系的起步相关于国外起步时刻较晚,一起还面对着转向体系没有体系研讨等一系列的问题,因而面对很大应战国内最早运用电动助力转向体系的是昌河北斗星,之后敞开了国内转向体系的革新和顺国内轿车职业的自身开展,国内电动助力转向体系与世界先进技能相交融引入,使我国EPS(电动阻力转向体系)体系快速开展。
现在,国内己将电动助力转向体系的研讨列入了要点科研项目一些有相关布景的高校与轿车职业的一部分企业协作共同研讨,在根底较低的情况下,可到了相对较大的开展,但作为产品的面世还为时尚早,体系相对不老练是面对的最大问题从1998年开端我国就开端了对电动助力转向体系的研讨,其间吉林大学清华大学和华南理工大学等己获得较大的打破,首要触及EPS体系的算法研讨。
作为消费类产品,其能否习惯商场和是否存在竞争力是重中之重,作为自主研制的助力转向体系与世界出产厂商之间关于轿车全体的驾驭手感,操作性发面还存在许多短缺。
比方EPS噪声大方向盘振荡凶猛,方向盘转向不对称,体系的牢靠性低,毛病率高驾驭安全存在危险等问题仍待处理别的从研制和出产力转化方面,科技成果转化仍是存在许多壁垒,因而限制了电动助力转向体系的开展作为出产制造业。
再比方于电动助力转向器线束接插件针脚耐久腐蚀问题,或许导致车辆长时刻运用后电动转向助力体系报毛病码,或许导致车辆电子转向助力失效,存在安全危险,2018年1月26日浙江吉祥轿车有限公司就因为这个原因,宣告召回2015年4月1日至2016年10月28日期间出产的部分博瑞GC-9轿车,合计40,068辆。
因为国内对与电动助力转向体系的工业规范界说上不明晰,各厂家之间出产的产品不匹配也是现在面对的重要问题需求赶快处理。
总归,EPS是轿车转向体系的开展方向,一方面源于节能环保政策法规的引导,另一方面该技能自身归于晋级式和潮流型装备。现在,电动化和智能化是车辆开展的趋势,转向体系相同遵从这一趋势。跟着电器元器件价格的下降和EPS技能的老练,EPS开展前景会愈加光亮。未来EPS会朝着安全、高效环保、舒适的方向开展,在处理线控转向的牢靠性和本钱问题后,线控转向作为转向体系开展的首要方向,逐步遍及在量产车型上。
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