一、EPS是汽車(chē)轉向系統主流解決方案
汽車(chē)轉向系統經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段:從最初的機械式轉向系統(MS)發(fā)展為液壓助力轉向系統(HPS),再到電控液壓助力轉向系統(EHPS),最終發(fā)展為 EPS 系統。
汽車(chē)轉向系統分類(lèi)
類(lèi)別
組成
主要特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
機械轉向系統(MS)
所有的傳力件都是機械的,主要由轉向操縱機構、轉向器和轉向傳動(dòng)機構三大部分構成
利用純人力驅動(dòng)各種機械結構,通過(guò)將人力放大、變向等步驟來(lái)操縱輪胎的轉動(dòng)
結構簡(jiǎn)單、工作可靠、造價(jià)低廉
操作費力,駕駛員負擔較重,穩定性、精確性、安全性無(wú)法保證。
助力轉向系統
機械液壓助力轉向系充(HPS)
由轉向器、液壓轉向泵、油管、流量空制閥、傳動(dòng)皮帶、儲油罐等部件構成
兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)機動(dòng)力為轉向能源,轉向器是其核心部件,它的作用是放大駕駛員傳遞的力并改變力的傳遞方向,液壓轉向泵由發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)
成本低廉、安全可靠性高、操控輕便精準、轉向動(dòng)力充沛
能耗比較高,相比MS油耗增加3-5%,后期保養維護成本較高。
電子液壓助力轉向系統(EHPS)
在機械結構上增加了電機,新增電控系統包括車(chē)速傳感器、電磁閥、電子控制單元(ECU)等
轉向油泵由電動(dòng)機驅動(dòng),并加裝電控系統,使得轉向輔助力的大小不僅與轉向角度有關(guān),還與車(chē)速相關(guān)
能耗低,反應較靈敏。
穩定性不如HPS,制造和維護成本高
電動(dòng)助力轉向系統(EPS)
在機械轉向機構的基礎上,增加了電子控制單元(ECU)、助力電機、信號傳感器等
通過(guò)電子控制電動(dòng)機產(chǎn)生輔助動(dòng)力進(jìn)而實(shí)現轉向,徹底擺脫了油液加壓助力方式;可實(shí)時(shí)地在不同車(chē)速下提供不同的轉向助力
結構精簡(jiǎn)重量小、占用空間少,能耗低,反應靈敏,提升了車(chē)輛操控性能和安全性。
輔助力度有限,難以在大型車(chē)輛上使用,穩定性不如HPS,成本較高。
觀(guān)研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國EPS電機行業(yè)現狀深度分析與發(fā)展前景預測報告(2024-2031年)》顯示,EPS系統的原理是在機械轉向系統基礎上加入電機作為動(dòng)力源,以電動(dòng)助力代替液壓助力,直接依靠電動(dòng)機提供輔助轉矩。結構方面,EPS系統由檢測駕駛者的轉向操作扭矩的扭矩傳感器、根據扭矩信號計算助力扭矩并控制電機驅動(dòng)的EPSECU、動(dòng)力來(lái)源EPS電機、使電機驅動(dòng)力傳遞至轉向機構的減速器等構成。由于EPS系統只在轉向時(shí)電動(dòng)機才提供助力,所以具有高效能、輕便靈活和節能環(huán)保的特點(diǎn),同時(shí)考慮到EPS系統裝配自動(dòng)化程度高,可快速與不同車(chē)型匹配,因此在縮短生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)周期方面優(yōu)勢突出。
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二、新能源汽車(chē)市場(chǎng)增長(cháng)及工業(yè)自動(dòng)化、智能化將帶動(dòng)EPS電機持續發(fā)展
EPS電機是EPS系統核心的精密安全件。EPS系統與新能源汽車(chē)的智能化、電動(dòng)化趨勢具有高度適配性,市場(chǎng)上的新能源汽車(chē)中幾乎全部使用EPS系統。新能源汽車(chē)市場(chǎng)的持續增長(cháng)帶動(dòng)EPS系統銷(xiāo)量增長(cháng),EPS電機也隨之快速發(fā)展。
數據來(lái)源:觀(guān)研天下數據中心整理
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根據數據,2023年我國EPS系統市場(chǎng)規模達384.20億元,較上年同比增長(cháng)20.85%。此外,隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化和智能制造的不斷發(fā)展,EPS電機在自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)、智能裝備、機器人等領(lǐng)域的需求也將持續增長(cháng)。在新能源汽車(chē)及工業(yè)自動(dòng)化智能化共同帶動(dòng)下,未來(lái)EPS電機市場(chǎng)有望不斷快速擴大。
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三、國內EPS電機產(chǎn)量難以滿(mǎn)足龐大的市場(chǎng)需求,需從國外大量進(jìn)口
EPS電機的汽車(chē)件安全等級較高,僅次于燃油車(chē)發(fā)動(dòng)機和電動(dòng)車(chē)的驅動(dòng)電機,還需通過(guò)IATF1694/VDA6.3認證體系,因此EPS電機的驗證周期較長(cháng),一般從轉向系統到整車(chē)驗證需要1.5年至2年。同時(shí)由于無(wú)刷電機結構復雜,且需要在設計階段就引入各種工況的仿真,進(jìn)入行業(yè)的技術(shù)壁壘較高。目前,國內EPS電機產(chǎn)量難以滿(mǎn)足龐大的市場(chǎng)需求,需從國外大量進(jìn)口。
數據顯示,2022年國內EPS電機需求量約1894.8萬(wàn)臺,國內產(chǎn)量667.7萬(wàn)臺,合資及進(jìn)口電機產(chǎn)品1261萬(wàn)臺。
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四、無(wú)刷電機占據EPS電機主導
EPS電機分為有刷電機和無(wú)刷電機。有刷電機的主要優(yōu)勢在于技術(shù)成熟、成本低廉,缺點(diǎn)在于其繞組布置于轉子側,隨著(zhù)輸出功率的增加,電機整體操作靈敏度會(huì )降低。無(wú)刷電機的繞組位于定子側,轉子側為磁體,因而不存在慣性力矩的問(wèn)題,增強了電機的穩定性,當前EPS電機基本以無(wú)刷電機為主。
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五、國際企業(yè)處于行業(yè)領(lǐng)先地位,EPS電機國產(chǎn)替代空間廣闊
由于日本電產(chǎn)公司、三菱電機、安川電機、德國西門(mén)子和美國ABB等國際企業(yè)早在80年代便擁有針對汽車(chē)的專(zhuān)用電機設計分析、加工、檢測和試驗技術(shù)并研制出了多種規格的EPS電機產(chǎn)品,經(jīng)歷了長(cháng)時(shí)間的市場(chǎng)驗證,因此市場(chǎng)地位穩固,掌握EPS電機大部分市場(chǎng)份額。
近年來(lái),隨著(zhù)國內整車(chē)行業(yè)國產(chǎn)化的不斷加深,國內逐步涌現了少數與國際EPS電機龍頭廠(chǎng)商在技術(shù)上處于可比水平的公司,使得我國EPS電機進(jìn)口占比持續下降。
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國產(chǎn)EPS電機均價(jià)與進(jìn)口產(chǎn)品相比具備一定的價(jià)格優(yōu)勢,根據數據,2022年進(jìn)口EPS電機均價(jià)為266元/臺,國產(chǎn)EPS電機均價(jià)為235元/臺。隨著(zhù)國內EPS電機企業(yè)堅持技術(shù)攻堅和客戶(hù)沉淀,行業(yè)影響力不斷提升,未來(lái)EPS電機國產(chǎn)替代空間廣闊。
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