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新概念汽車革命和關鍵功能材料稀土永磁
[發布日期:2019-08-27  點擊次數:455]

新能源動力、植入AI系統及自動駕駛功能的研究和發展,其實正在掀起一場新概念汽車革命。

 

汽車科技一直在發展進步,不僅是追輕量化。近3年,清潔環保動力源(新能源)、人工智能(AI)技術的應用、自動駕駛等概念火爆來襲,引來了多路資本跨界獨資和合資研發和建廠。


產業前沿稱其為新概念汽車——或植入AI系統、或節能環保或發展自動駕駛功能,這些新功能的單獨或集中實現均必須依靠應用稀土永磁的零部件。此外,傳統汽車的永磁電機應用原本多且正在增加,這些電機同樣是新概念車不可或缺的需求。


EPS滲透率繼續擴大


作為汽車的重要組成,節能環保、小體積、重量輕、高端功能成為各種電裝產品的發展方向。


EPS節能環保,EPS以蓄電池為能源,以電機為動力元件,可獨立于發動機工作,EPS幾乎不直接消耗發動機燃油。EPS不存在液壓動力轉向系統的燃油泄漏問題,EPS通過電子控制,對環境幾乎沒有污染。


EPS裝配方便,EPS的主要部件可以集成在一起,易于布置,與液壓動力轉向系統相比減少了許多元件,沒有液壓系統所需要的油泵、油管、壓力流量控制閥、儲油罐等,元件數目少,裝配方便,節約時間。


EPS路感好,傳統純液壓動力轉向系大多采用固定放大倍數,工作驅動力大,但卻不能實現汽車在各種車速下駕駛時的輕便性和路感。而EPS系統的滯后特性可以通過EPS控制器的軟件加以補償,使汽車在各種速度下都能得到滿意的轉向助力。


EPS還可以通過調整EPS控制器的軟件,得到最佳的回正性,從而改善汽車操縱的穩定性和舒適性;EPS的效率較高,可高達90%以上;EPS節省油耗。


EPS滲透率仍然在不斷擴大,另外,對于EPS用馬達要求的性能有低成本、耐熱性、速響應能力、轉動慣量小、有寬廣的調速范圍、控制特性好、低速運行平穩、力矩波動小等。


傳感器應用增加


新一代汽車或植入AI系統、自動駕駛功能,這些新功能的實現必須依靠傳感器。


傳統的傳感器,包括位置(蓄電池、排氣閥、變速桿、踏板)、角度、扭力、電流傳感器、溫度傳感器(起動發電機、氮氧化物減排、噴射系統、發動機控制裝置等)、壓力傳感器(空氣流量、傳動控制裝置、發動機控制裝置和壓力測量);大氣壓、加速度、陀螺儀、麥克風、慣性等傳感器;還包括霍爾傳感器(用于電機檢測);嵌入式控制器(無刷直流、步進電機);TMR傳感器;MEMS麥克風。


從功能方面了解傳感器——空氣流量傳感器:檢測發動機進氣量,控制噴油量;進氣壓力傳感器:檢測進氣歧管真空度,判斷進氣量大小;節氣門位置傳感器:檢測節氣門開度,控制加速時噴油量;凸輪軸位置傳感器:檢測凸輪軸位置,判別一缸壓縮行程上止點,控制順序噴油及點火;曲軸位置傳感器:檢測曲軸位置及發動機轉速,控制噴油及點火;氧傳感器:檢測尾氣中氧含量多少判斷混合氣濃稀,修正空燃比;水溫傳感器:檢測發動機水溫高低,修正點火時間及噴油量;爆震傳感器:檢測發動機是否爆震,推遲點火時間,消除爆震。


自動駕駛的應用——視覺攝像頭、盲點檢測、側視(無后照鏡車)、行車記錄儀、倒車輔助、立體攝像頭:識別LDWS與標志的方向/距離、3D攝像頭、手勢識別、現場檢測、駕駛監測、夜視攝像頭、檢測行人/動物、LIDAR、3D周圍地圖、超聲波、停車、行人&障礙物檢測、航位推算傳感器、測距、短距離雷達、前&后煞車、長距離雷達、自動巡航控制。


汽車動力總成、車身、安全、信息通信系統等各個系統中大量搭載各類傳感器,如此不僅保證駕駛的舒適和安全,還可以幫助降低油耗及電力消耗。尤其在自動駕駛功能的風口,需要準確掌握汽車信息及周圍信息的精確的傳感技術。


現有的和正在增加的電機


現有的普通和豪華配置汽車,本來就離不開稀土永磁的應用。其滿身需要電機百十個而且數量還在增加,這些電機大都應用稀土永磁材料。


電動起動馬達已經成為汽車的一部分,這些仍然是除牽引電機以外最強大的電動機。隨著怠速停止技術和輕度混合動力汽車的出現,起動電機正在轉變成啟動發電機,并承擔更多功能。在某些設計中,增強型起動馬達可用于在停車后行駛中“爬行”,使起動馬達和電動牽引馬達之間的分界變得模糊。


幾乎每輛汽車都有鼓風機,可以使加熱和冷卻系統中的空氣流通;許多車輛在車廂內有兩個或更多風扇。高端車輛在座椅上也安裝了風扇,用于坐墊通風和熱量分配。


每輛車至少有一個用于前雨刮器的雨刷電機,后窗雨刷越來越受SUV和有倉門式后背的汽車的歡迎,這意味著在大部分汽車上都存在后雨刷和相應的電機。另一臺電機向擋風玻璃泵送清洗液,在一些汽車中是向前照燈泵送清洗液,后者可能有自己的小刮水器。


在經濟型汽車中,電動座椅電機提供方便的前后調整和靠背傾斜功能。在高級轎車中,電動機控制高度調節,底部坐墊傾斜,腰部支撐,頭枕調節和坐墊穩固性等功能。其他使用電動馬達的座椅功能,包括動力座椅折疊和后排座椅的動力裝載。


電動車窗已經很普遍,包括如小型貨車的天窗和后窗在內的變體。用于這些窗戶的驅動器可以像繼電器一樣簡單,但對安全要求(如檢測障礙物或夾緊物體)會導致使用更智能的驅動器,并具有運動監控和驅動力限制。


從手動變為電動,車鎖也變得越來越便捷。電動控制的優點包括遠程操作等便捷功能,和碰撞后的自動解鎖等增強安全性和智能的功能。電動門鎖必須保留手動操作選項,因此這影響了電動門鎖電機和結構的設計。


儀表板或集群上的指示器可能演變為發光二極管(LED)或其他類型的顯示器,但現在每個表盤和儀表都使用小型電動機。提供便利的種類中,其他電動馬達還包括側后視鏡折疊和位置調節在內的常見功能,以及更多具有情調的應用,例如敞篷車頂,可伸縮踏板以及駕駛員與乘客之間的玻璃隔板。


在引擎蓋下,電動機在其他一些地方也變得越來越普遍。在很多情況下,電動機正在取代皮帶驅動的機械部件。實例包括散熱器風扇、燃油泵、水泵和壓縮機。將這些功能從皮帶傳動更改為電動傳動有幾個優點。其中一個優點是,使用現代電子設備的驅動電機比使用皮帶和滑輪更節能,從而帶來諸如提高燃油效率,減輕重量和降低排放等益處。另一個優點是,使用電動馬達而不是皮帶使機械設計更具自由度,因為泵和風扇的安裝位置不必受到必須將蛇形皮帶連接到每個皮帶輪的限制。


綜上所述,新概念汽車時代將推動包括高效節能燈各種高科技的發展和落地以及新型零部件的應用。


稀土永磁釹鐵硼磁鐵是助力新概念汽車革命的關鍵材料,用于EPS用釹鐵硼輻射環,各種電機、部分傳感器,以便實現高效節能環保、小體積、重量輕,以及高端功能。


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