​尼得科：开发能安全平稳地转动方向盘的动力转向马达

　　以前的助力转向系统普遍为液压式，随着近年电动化的发展，如今靠马达驱动的电动助力转向系统已成为主流。助力转向系统用马达（EPS）现在已成为汽车不可或缺的一部分。车载事业本部的芳贺表示，在车用马达中生产高性能EPS极其困难。

　　“EPS中流动的电流大概在100~150安，其他马达做不到电压为12伏的情况下，电流达到该水平。另一方面，马达在未通电时产生的转矩脉动，即齿槽转矩也将影响转向装置的性能。当驾驶员转动转向装置时，有电流在马达内流动进行助力，但轻微的脉动会给驾驶员带来不适感。EPS产生的转矩约为4~8牛米，但齿槽转矩不能超过0.02牛米，转矩脉动不能超过百分之几，因此需要一款运行非常平稳的马达。”

　　由于要将马达安装在空间有限的转向装置周围，因此马达的小巧紧凑性也很重要。日本电产从2003年第一代EPS问世起开始量产直到现在的第四代产品，EPS的尺寸已缩减到一半以下。

　　“每一代产品的尺寸分别约成功缩减了10?20%。尤其是从第二代产品开始，其安装位置从车内改为转向齿条部分，这使长度的缩短变得尤为关键。在EPS上面还要加装引擎，由于周围有排气管等各种零件，因此尼得科在缩短尺寸的同时，还在如何应对恶劣的热环境方面也下了一番苦功夫。”

　　“通过采用了特殊形状的磁芯，并反复重新制作夹具，尼得科实现了量产。但从想办法解决更高要求的层面来讲，这个过程依然是我至今的经历中最值得一提的事情。当时的产品设计非常独特，以至于我至今都觉得自己无法做出那样的设计。”

　　通过开发影响深远的组装方法成为市场重要影响者之一

　　如上所述，从第二代开始，EPS的安装位置改到了引擎的正下方，这就需要应对恶劣的热环境。以前安装在车内时要求的耐热温度为85度C，而现在要求的耐热温度为140度C，EPS处于多么恶劣的环境可想而知。

　　“温度上升到那么高，在常温下工作的马达会因退磁而停止正常工作。该产品促使尼得科与磁铁制造商一起重审磁铁的成分与磁化方向，并重新研究磁铁的原理。尼得科可能让尼得科的磁铁制造商尝试至少10种不同的成分。”

　　第三代产品的性能得到进一步提升。一家大型汽车设备制造商所研发的平台采用了尼得科的第三代EPS，由此日本电产一跃成为EPS领域的市场重要影响者之一。

　　“该产品的极简设计后来成了EPS的标准，在此期间尼得科曾对该设计进行过五次左右的修改。在平台化的过程中，该产品既可以用于右方向盘，又可以用于左方向盘。齿槽转矩也控制在了极低的值。虽然现在可以通过控制技术来降低齿槽转矩，但当时的控制技术还没有今天这么发达，所以是通过马达本身的性能来控制的。”

　　此外，最关键的一点就是开发产品的同时，还要开发量产技术，尼得科以影响深远的方式实现了量产。

　　“虽然我不能透露细节，但尼得科通过采用第一代的办法做到了批量生产。如果没有开发出该技术，第三代或许就不会面世。一家大型汽车设备制造商的负责人也直接对尼得科感谢道‘多亏了你们，才有这么好的产品问世’，尼得科听后很开心。至今我依然觉得第三代EPS是尼得科公司EPS的转折点，也是一款影响深远的产品。”

　　即使形状、方式改变，马达转向的技术也是通用的

　　从第四代开始，对EPS耐用性能的要求变得更加苛刻。以前的要求是EPS达到10年10万公里免维护即可，而后来该耐用年限延长到了15年甚至30年。

　　“现在的要求是即使在车辆浸入水中时或是在转向轴的防护罩破裂后有水浸入时，EPS依然要正常工作。估计客户已经考虑到他们的车辆可能会在如此恶劣的环境中使用。虽然尼得科的EPS 在外形上没有太大变化，但尼得科将第三代中分体式、使用“O”型圈且防水的容纳马达的部分改为了杯状，且设计成防水结构。此外，尼得科还将EPS的尺寸成功缩小了20%。”

　　在下一代即第五代产品中，由于仅缩小马达尺寸的话，能够缩小的程度有限，因此尼得科计划提议缩小含有ECU控制单元等组件的动力包尺寸。此外，尼得科还将着眼于自动驾驶的普及，考虑今后的转向结构将如何发展。

　　“至今为止，EPS只是辅助人们驾驶的动力，当自动驾驶一旦普及，就会与现在不同。到时候只需要马达来转动转向装置，因此需要马达提升输出功率。如果汽车电动化水平不断进步，以后可能是以轮毂马达的控制系统改变方向，而不是现在这样靠齿条改变方向。但是，汽车的转向技术是必不可少的，因此也就离不开马达，这就意味着马达技术人员一定有可以效力的事情。”