汽车动力系统各大厂商解决方案集锦

　　TOP1 LIN步进电机驱动器解决方案

　　步进电机驱动系统是由步进电机和步进电机驱动器构成的。步进电机驱动系统的性能不但取决于步进电机自身的性能，更取决于步进电机驱动器的优劣。同时，对步进电机驱动器的研究与步进电机的研究几乎是同步的，因而步进电机驱动器在汽车动力系统中有着重要的地位。

　　步进电机驱动器细分的主要作用是提高步进电机的精确率。国内有一些驱动器采用“平滑”来取代细分，有的亦称为细分，但这不是真正的细分，本质不同。

　　1.“平滑”并不精确控制电机的相电流，只是把电流的变化率变缓一些，所以“平滑”并不产生微步，而细分的微步是可以用来精确定位的。

　　2.电机的相电流被平滑后，会引起电机力矩的下降，而细分控制不但不会引起电机力矩的下降，相反，力矩会有所增加。

　　驱动器细分后的主要优势

　　完全消除了电机的低频振荡。低频振荡是步进电机（尤其是反应式电机）的固有特性，而细分是消除它的唯一途径，如果步进电机有时要在共振区工作（如走圆 弧），选择细分驱动器是唯一的选择。提高了电机的输出转矩。尤其是对三相反应式电机，其力矩比不细分时提高约30-40%。提高了电机的分辨率。由于减小 了步距角、提高了步距的均匀度，“提高电机的分辨率”是不言而喻的。

　　LIN步进电机驱动器解决方案

　　步进电机驱动器的细分越高，步进电机的精度就越高？

　　这是一种错误的观念。比如步进电机驱动器细分较高的可以达到60000个脉冲一转，而步进电机实际是无法分辨这个精度的，当驱动器设置为60000个脉冲/转的时候，步进电机驱动器接受好几个脉冲，步进电机才走一步，这样并不能提高步进电机的精度。

　　步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术，其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动，提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。细分后电机运行时的实际步距角是基本步距角的几分之一。

　　英飞凌：汽车电动助力转向系统

　　现代汽车技术追求高效节能，高舒适性和高安全性三大目标。作为汽车最重要的子系统之一，转向系统的发展也一直努力追求达到这些目标。与传统液压 助力转向系统（HPS）相比，电动助力转向系统（EPS）能节省油耗约3%~5%，具有结构精巧、节能环保、安全舒适等优点，是汽车助力转向系统的发展方 向。

　　英飞凌作为世界第二大车用半导体供应商，一直致力于开发新的产品以适应于电动助力转向系统的发展。本文首先介绍转向系统的 市场分析以及EPS的分类及其基本功能，然后在此基础上介绍英飞凌对于基于两种不同电机的EPS系统的解决方案及其产品，最后本文分析了EPS的两个新方 向以及英飞凌将采用的解决方案和新的产品技术。

　　1.转向系统市场分析

　　在汽车的发 展历程中，转向体经历了四个阶段：从简单的纯机械式转向系统（Mechanical Steering，MS）发展到液压助力转向系统（Hydraulic Power Steering，HPS），然后又出现了电液助力转向系统（Electrically Powered Hydraulic Steering，EHPS），而目前正开始广泛应用的是电动助力转向系统（Electric Power Steering，EPS）。

　　与传统的液压动力转向系统相比，电动助力转向系统主要有以下几个方面的优势：

　　1）能耗少：EPS没有转向油泵，且只在转向时电动机才提供助力，所以动力消耗和燃油消耗均可降到最低。比液压助力转向系统可节约燃油3%~5%，因而燃油经济性有了很大的提高。

　　2）路感好：EPS能在各种行驶工况下提供最佳力，减小路面不平度所引起的对转向系的扰动。且由于EPS 系统内部采用刚性连接，系统的滞后特性可以通过软件加以控制，因此有较好的路感。

　　3）安装方便：EPS取消了油泵、皮带、密封件、液压软管、液压油及密封件等零件，并且其电机和减速机构安装在转向柱或装在转向器内，从而使整个转向系统的重量减轻、结构紧凑且安装方便。

　　4）回正性能好：EPS结构简单精确、内部阻力小、回正性能好，而且可以通过软件进行补偿，从而可以得到最佳的转向回正特性，且可改善汽车的操纵稳定性。

　　5）应用范围广：EPS可适应各种汽车，目前主要用于轿车和轻型载货汽车。而对于新能源车，尤其是纯电动汽车，EPS系统为其最佳选择。

　　6）整车网络构建：EPS由于有CAN/LIN的网络接口，可以与汽车其它电子控制系统结合，例如主动悬架、制动防抱死（ABS）及驾驶员辅助系统等，共享其电子装置的功能，实现更加复杂的功能，比如汽车智能化的终极目标：无人驾驶。

　　下表一是世界着名的咨询公司Strategy AnalyTIcs对全球转向系统的预测，可以看到EPS将占据50%以上的市场份额。

　　表一：2007-2018全球转向系统市场预测 （百万套）

　　若分区域来看，过去主要在欧美和日本采用EPS.但是从2015开始，中国将超过欧美和日本，成为全球最大的EPS市场。见下表二。

　　表二：2007-2017 全球转向系统市场分区域预测 （百万套）

　　若分车型来看，所有的广义乘用车都能应用EPS，从2007年至2017年的平均年增长率为15%.不过由于大型轿车和轻卡对于EPS的需求增长迅猛，表三显示从C级以下的小型轿车的份额从2007年的86%下降为2018年的66%.

　　表三：2007-2018 全球转向系统市场分车型预测 （百万套）

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