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新概念汽车革命和关键功能材料稀土永磁
[发布日期:2019-08-27  点击次数:320]

新能源动力、植入AI系统及自动驾驶功能的研究和发展,其实正在掀起一场新概念汽车革命。

 

汽车科技一直在发展进步,不仅是追轻量化。近3年,清洁环保动力源(新能源)、人工智能(AI)技术的应用、自动驾驶等概念火爆来袭,引来了多路资本跨界独资和合资研发和建厂。


产业前沿称其为新概念汽车——或植入AI系统、或节能环保或发展自动驾驶功能,这些新功能的单独或集中实现均必须依靠应用稀土永磁的零部件。此外,传统汽车的永磁电机应用原本多且正在增加,这些电机同样是新概念车不可或缺的需求。


EPS渗透率继续扩大


作为汽车的重要组成,节能环保、小体积、重量轻、高端功能成为各种电装产品的发展方向。


EPS节能环保,EPS以蓄电池为能源,以电机为动力元件,可独立于发动机工作,EPS几乎不直接消耗发动机燃油。EPS不存在液压动力转向系统的燃油泄漏问题,EPS通过电子控制,对环境几乎没有污染。


EPS装配方便,EPS的主要部件可以集成在一起,易于布置,与液压动力转向系统相比减少了许多元件,没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等,元件数目少,装配方便,节约时间。


EPS路感好,传统纯液压动力转向系大多采用固定放大倍数,工作驱动力大,但却不能实现汽车在各种车速下驾驶时的轻便性和路感。而EPS系统的滞后特性可以通过EPS控制器的软件加以补偿,使汽车在各种速度下都能得到满意的转向助力。


EPS还可以通过调整EPS控制器的软件,得到最佳的回正性,从而改善汽车操纵的稳定性和舒适性;EPS的效率较高,可高达90%以上;EPS节省油耗。


EPS渗透率仍然在不断扩大,另外,对于EPS用马达要求的性能有低成本、耐热性、速响应能力、转动惯量小、有宽广的调速范围、控制特性好、低速运行平稳、力矩波动小等。


传感器应用增加


新一代汽车或植入AI系统、自动驾驶功能,这些新功能的实现必须依靠传感器。


传统的传感器,包括位置(蓄电池、排气阀、变速杆、踏板)、角度、扭力、电流传感器、温度传感器(起动发电机、氮氧化物减排、喷射系统、发动机控制装置等)、压力传感器(空气流量、传动控制装置、发动机控制装置和压力测量);大气压、加速度、陀螺仪、麦克风、惯性等传感器;还包括霍尔传感器(用于电机检测);嵌入式控制器(无刷直流、步进电机);TMR传感器;MEMS麦克风。


从功能方面了解传感器——空气流量传感器:检测发动机进气量,控制喷油量;进气压力传感器:检测进气歧管真空度,判断进气量大小;节气门位置传感器:检测节气门开度,控制加速时喷油量;凸轮轴位置传感器:检测凸轮轴位置,判别一缸压缩行程上止点,控制顺序喷油及点火;曲轴位置传感器:检测曲轴位置及发动机转速,控制喷油及点火;氧传感器:检测尾气中氧含量多少判断混合气浓稀,修正空燃比;水温传感器:检测发动机水温高低,修正点火时间及喷油量;爆震传感器:检测发动机是否爆震,推迟点火时间,消除爆震。


自动驾驶的应用——视觉摄像头、盲点检测、侧视(无后照镜车)、行车记录仪、倒车辅助、立体摄像头:识别LDWS与标志的方向/距离、3D摄像头、手势识别、现场检测、驾驶监测、夜视摄像头、检测行人/动物、LIDAR、3D周围地图、超声波、停车、行人&障碍物检测、航位推算传感器、测距、短距离雷达、前&后煞车、长距离雷达、自动巡航控制。


汽车动力总成、车身、安全、信息通信系统等各个系统中大量搭载各类传感器,如此不仅保证驾驶的舒适和安全,还可以帮助降低油耗及电力消耗。尤其在自动驾驶功能的风口,需要准确掌握汽车信息及周围信息的精确的传感技术。


现有的和正在增加的电机


现有的普通和豪华配置汽车,本来就离不开稀土永磁的应用。其满身需要电机百十个而且数量还在增加,这些电机大都应用稀土永磁材料。


电动起动马达已经成为汽车的一部分,这些仍然是除牵引电机以外最强大的电动机。随着怠速停止技术和轻度混合动力汽车的出现,起动电机正在转变成启动发电机,并承担更多功能。在某些设计中,增强型起动马达可用于在停车后行驶中“爬行”,使起动马达和电动牵引马达之间的分界变得模糊。


几乎每辆汽车都有鼓风机,可以使加热和冷却系统中的空气流通;许多车辆在车厢内有两个或更多风扇。高端车辆在座椅上也安装了风扇,用于坐垫通风和热量分配。


每辆车至少有一个用于前雨刮器的雨刷电机,后窗雨刷越来越受SUV和有仓门式后背的汽车的欢迎,这意味着在大部分汽车上都存在后雨刷和相应的电机。另一台电机向挡风玻璃泵送清洗液,在一些汽车中是向前照灯泵送清洗液,后者可能有自己的小刮水器。


在经济型汽车中,电动座椅电机提供方便的前后调整和靠背倾斜功能。在高级轿车中,电动机控制高度调节,底部坐垫倾斜,腰部支撑,头枕调节和坐垫稳固性等功能。其他使用电动马达的座椅功能,包括动力座椅折叠和后排座椅的动力装载。


电动车窗已经很普遍,包括如小型货车的天窗和后窗在内的变体。用于这些窗户的驱动器可以像继电器一样简单,但对安全要求(如检测障碍物或夹紧物体)会导致使用更智能的驱动器,并具有运动监控和驱动力限制。


从手动变为电动,车锁也变得越来越便捷。电动控制的优点包括远程操作等便捷功能,和碰撞后的自动解锁等增强安全性和智能的功能。电动门锁必须保留手动操作选项,因此这影响了电动门锁电机和结构的设计。


仪表板或集群上的指示器可能演变为发光二极管(LED)或其他类型的显示器,但现在每个表盘和仪表都使用小型电动机。提供便利的种类中,其他电动马达还包括侧后视镜折叠和位置调节在内的常见功能,以及更多具有情调的应用,例如敞篷车顶,可伸缩踏板以及驾驶员与乘客之间的玻璃隔板。


在引擎盖下,电动机在其他一些地方也变得越来越普遍。在很多情况下,电动机正在取代皮带驱动的机械部件。实例包括散热器风扇、燃油泵、水泵和压缩机。将这些功能从皮带传动更改为电动传动有几个优点。其中一个优点是,使用现代电子设备的驱动电机比使用皮带和滑轮更节能,从而带来诸如提高燃油效率,减轻重量和降低排放等益处。另一个优点是,使用电动马达而不是皮带使机械设计更具自由度,因为泵和风扇的安装位置不必受到必须将蛇形皮带连接到每个皮带轮的限制。


综上所述,新概念汽车时代将推动包括高效节能灯各种高科技的发展和落地以及新型零部件的应用。


稀土永磁钕铁硼磁铁是助力新概念汽车革命的关键材料,用于EPS用钕铁硼辐射环,各种电机、部分传感器,以便实现高效节能环保、小体积、重量轻,以及高端功能。


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