电动助力转向用马达与ECU的 电源一体化

挑战纯电动助力转向系统用马达中最大的技术难关——降低齿槽转矩。
凭借积累的丰富经验与独创的技术力量攻克层层难关。

纯电动转向系统的马达直接连接转向轴,辅助转向装置操作,因此,节省燃油的效果很好,但由于齿槽转矩会影响到转向感,因此,降低齿槽转矩成为一项重大课题。刚刚进入EPS(Electric Power Steering)领域时采用的方法是跨3个极,缠绕各相铜线的分布式绕组。使用这种设计,由于客户方面的规格限制,只能选择分布绕组,为了降低齿槽转矩,同时保证输出,需采用高密度缠绕铜线的复杂定子构造。不仅设计要求高,对量产制造的要求更高,只有像日本电产(尼得科)这样实力非常强大的制造商才能凭借自己的综合实力制造出这样的马达。

日本电产(尼得科)虽然投产了EPS项目,但在生产线上大量生产仍面临结构过于复杂的困境。因此,日本电产又研发出线圈构造简单的集中绕组式产品。而且,与集中式绕组匹配,通过多极化将转矩变动进行高频化,降低了齿槽转矩。采用了在分割后的铁芯上缠绕线圈,然后将铁芯们组装起来的分割铁心方式。分割铁芯再分别缠绕的方法可以充分利用铁芯之间的空间,因而,能够高密度缠绕铜线,实现高输出。

集中式绕组型EPS马达不仅已正式投入量产,还跻身小型车的应用领域,因而对其降低齿槽转矩和提高量产性能的要求也进一步提高。这种型号的马达为了增强设计上的自由度,对结构进行了大幅更改,从传统的环形磁铁更改成了片状磁铁。通过将磁铁设计为更理想的形状,期待着能够降低齿槽转矩。在采用片状磁铁的同时,更改成不使用接合剂来固定磁铁的无接合剂构造,从而提升了品质和生产效率。而且为了增强生产线上的稳健性,在铁芯构造方面下了一定工夫,这种构造能够在组装分割的铁芯时将公差控制到最小。

第1代

  • 分布式绕组(基于指定磁铁4极)
  • 采用内、外铁芯分割的组装式铁芯以降低齿滞

分布式绕组型。出于外部接口的关系,极数受到限制,因此,采用分布式绕组。

第2代

  • 集中式绕组
  • 分割铁芯
    在每个齿上缠绕上线圈,最终形成定子的形状

集中式绕组・环形磁铁型。采用简单的集中式绕组方式,适用于量产型产品。

第3代

  • 集中式绕组
  • 分割铁芯
    在每个齿上缠绕上线圈,最终形成定子的形状

集中式绕组・片状磁铁型。采用磁铁形状比较自由的片状方式。努力消除组装误差。

来自研发人员的说明

电动助力转向系统与以前的油压动力转向系统相比,节省燃油的效果很明显。在EV实用化不断发展的今天,EPS成为汽车行业最关键的技术领域之一,有广阔的发展前途。在汽车行业的各个重要领域中,日本电产(尼得科)投入了多年来在马达设计、控制和量产方面积累的经验、技术,制造出高性能的EPS马达。作为业内领袖,日本电产(尼得科)在降低汽车能耗方面做出了杰出的贡献。

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