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博泽@电机让部件按需工作以提升效率
作者: 未名 来源: 八秒跑车网 日期: 2013年04月27日

经国务院批准,自2013年2月1日起,北京市在全国率先开始执行第五阶段机动车排放标准:不达标车辆将不能在京销售和注册登记。据悉,上海市在今年下半年也将有望执行该排放标准,同样的国家排放标准也可能会于2014年出台。
 
与此同时,驾驶者对驾乘安全性和舒适性的要求也在不断提高。为解决这一矛盾,需要尝试新的理念,并开发全方位的解决办法。仅有轻量化结构和替代材料是不够的,还必须重新考虑在车辆内部件的控制方式。其解决方案是:用按需驱动代替持续运行,而电子控制辅助部件使该方案得以实现。
 
博泽集团的电机业务部门一直追求“按需驱动代替持续运行”理念,并为市场引入先进的解决方案。其中的一个例子是电动助力转向装置,通过按需驱动运转模式提高了效率,并将使每公里二氧化碳排放量降低了约7g;另一个例子是电机在汽车传动系统中的使用。该电机采取按需运行理念,并能优化齿轮变速,以此来降低能耗。这将使每公里二氧化碳排放量最多可降低10g。
 

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博泽电机及驱动系统批量生产的产品。
 
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↑在2013 年上海国际汽车展中推出柱驱动系统。只需进行些微调整,即可以在各种转向系统(齿条式、齿轮式和管柱式)中使用的电动助力转向电机
 
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↑应用于传动系统的模块化部件:可将不同尺寸、外壳设计和电气接口相组合,以满足客户的需求
 
 
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↑博泽电机及驱动系统的未来产品:我们正在探索辅助设备电动化的全新途径
 
按需工作:电动助力转向
实际上,电动助力转向的原理非常简单:在不需要时就控制部件不工作。然而,大多数汽车使用液压驱动转向系统,部件在发动机工作时都处于运行状态。以助力转向系统为例,尽管在一次行驶过程中,只有5%的时间才会使用助力转向功能,但在最常用的液压系统中,发动机仍然会持续地驱动油泵,因此在整个行驶过程中都需要消耗能源——即使驾驶员没有转动方向盘。
 
而电动助力转向则与之不同。该系统仅在需要时才提供动力辅助。这可使每百公里油耗最高可降低 0.5L,并可使每公里二氧化碳 排放量减少约7g。
 
其工作原理为:转向柱上的传感器侦测到驾驶员所施加的转向转矩,并将数值传送到电子控制单元(ECU)。电机随之通过滚珠螺杆将必要的转矩传递给转向杆使其按所需方向移动。这样,系统便可根据车辆速度和驾驶员的动作提供需要的转向助力。
 
该系统也提高了驾驶舒适度。在车辆低速移动时提供最大的动力支持,从而使停车变得非常轻松。如果是高速行驶,比如在高速公路上,相对人为操控转向系统,电子机械式转向系统可确保转向操作的稳定性和安全性。此外,该系统还集成了很多附加功能,如辅助停车、车道偏离警告以及ESP介入时的辅助转向功能。
 
适用于所有汽车类型的专业电机
在 2013 年上海国际汽车展中,博泽首次向国内外专业观众展示自己的柱驱动系统。博泽能够为各种车型提供自己的高效转向电机模块系统,其中包括无磨损、无刷、永磁的同步电机,既可以通过法兰盘也可以集成装配在转向系统中。其转矩范围为2.5~25 Nm。
 
只需稍做调整,这些电机就可以在所有类型车辆中使用:无论是用于小型汽车的管柱式转向系统,用于中低档车型的齿轮式转向系统,还是用于中高档豪华车型的齿条式转向系统。三种驱动装置全部采用内转子无刷电机。此类电机的转矩波动在最高温度时小于1.5%,是市场上转矩波动最小的电机。因此,相对其他种类电机,该款电机可以大幅度降低噪声。对稀土材料的应用使其效率达到约80%。同时在温度从-40到125℃的范围内均可满足其标准要求。无需任何附加组件,也不会出现短路故障。
 
始终确保换挡优化:变速器执行电机
应用于传动系统的电机和驱动模块博泽在传动系统中应用的电机还具有如下特色:带有一个可以节省燃料并可以提高驾驶舒适度的小型电子驱动装置。该电机由控制单元操作,以确保能够在最佳换挡点换挡,并达到节省燃油的效果。这就为驾驶员简化了离合器操作以及挂挡和换挡操作。此外,它们还可应用于变速器、自动换挡和差速锁。这一技术可将每公里二氧化碳排放量最多降低10g。
 
作为传动系统执行电机领域的世界市场领导者,博泽集团一直在持续开发新产品。与市场上常见的类似组件相比,它们的体积更小功率更大。得益于其无磨损的运行方式和内转子设计,这些同步电机的效率超过了 80%,转速因尺寸而异,最高可达12,000 r/min。根据型号的不同,输出功率最高可达0.7KW,设计使用寿命超过6,000h。电子控制单元适用于不同电机,不受特性限制,允许自由选择工作点。
 
该款电机的另一优势是其标准化程度非常高:此装置有五种尺寸,直径范围从 39 ~ 78 mm,有四种不同的外壳设计,四种不同的电气接口(电子组件、传感器、接触单元和插头)可供客户选择。包括电子单元和软件与电机实现了完美的匹配,这是因为博泽自己设计并生产了机械、电气和电子系统。
 
减少使用稀土永磁材料确保成本优势
近几年来,稀土材料价格大幅上涨,为了减少这些昂贵原材料的使用,博泽的工程师已经推出了采用少量或者不采用钕或镝的解决方案,与采用铁氧体磁铁的电机相比,在保证性能的同时还能将重量减轻两位数。
 
实现优化能耗的理念
部件实现电子控制的应用才刚刚开始。未来的车辆将必须在能源效率方面符合更加严格的要求。为了更好地做好准备,博泽的研发人员正在探索其他领域,以制造更高效的部件。例如,电动冷却泵,大约可降低约2%的能耗;在电动汽车方面,也有着巨大潜力。如果要开发新的系统,博泽将自己在电机领域超过 50年的经验应用其中。目前,电池冷却系统、空调压缩机和电动制动助力器已处在设计概念阶段。

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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