中國汽車微特電機的市場規模是與中國汽車市場密不可分的,在沒有技術進步的前提下,兩個市場的規模是成正比關系的。每年汽車微特電機的市場總需求可以保守的通過這個比例關系進行估計。事實上,中國目前的汽車微特電機的市場規??傮w在3000 萬臺以上,廠商主要包括中外合資企業、國有企業和私營公司等。中外合資企業在整個市場中仍然扮演著主導的角色。
(一)微特電機在汽車行業大有作為
1、重視電動汽車驅動電機及系統開發
為了保護環境,節約日益貧乏的石油資源,世界各國汽車制造商都十分重視電動汽車的開發和商品化。電動汽車主要有純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池電動汽車三種。目前混合動力電動汽車已商業化,燃料電池電動汽車產業化的研制也已完成,但不論哪一種電動汽車,都是電機驅動的動力系統。為此,國內外都高度重視驅動電機及其控制系統的研究開發,技術發展快、高效率、高可靠電機和控制系統已不斷涌現。
2、為電動助力轉向帶來節能效果
沒有助力轉向時,高速行駛時方向盤轉向很容易,而緩速轉彎時,打方向盤卻很吃力。新近采用的電動助力轉向系統可替代傳統的液壓助力轉向系統,讓行車省力又安全,并節省能源。
傳統汽車助力轉向系統一般是由閥體和液壓動力氣缸所組成的液壓助力轉向系統,為了保證系統可靠地工作,始終要對發動機連續施加一個小負載,即使在不需要助力轉向的時候,這個小負載也要施加在發動機上。目前正在開發和開始采用無接觸式旋轉變壓器來代替閥體、采用伺服電動機來代替液壓動力氣缸的汽車電動助力轉向系統,它僅在需要助力轉向的時候,才需要吸取電能,與前者相比可以節省3%~5%的能源。
同時,電動助力轉向系統還具有機械結構簡單、可靠性高、路感好、反應靈敏、安全性高等優點。汽車電動助力轉向系統用精密伺服電動機和無接觸式旋轉變壓器是汽車電動助力轉向系統的核心部件,精密伺服電動機可選用有刷直流伺服電動機或無刷直流伺服電動機。
3、電驅動實現機電一體化
為了提高汽車使用的舒適度,拓展汽車增值空間。過去利用手動控制的機械裝置,例如汽車門鎖、車窗、座椅轉向、后視鏡、雨刷等子系統,都可以將原來要手動操作的機械裝置改為電機驅動,逐步實現汽車控制裝置的機電一體化。
微特電機在汽車上的電機驅動主要分布于汽車的發動機、底盤、車身三大部位及附件中。一是汽車發動機部件上的應用:主要是在汽車起動機、電噴控制系統、發動機水箱散熱器及發電機中的應用。這些部件中須應用多臺直流電動機。二是汽車底盤車架上的應用:主要是在汽車電子懸架控制系統、電動助力轉向裝置、汽車穩定性控制系統、汽車巡航控制系統、防抱死控制系統及驅動動力控制系統的應用。其中廣泛應用的是永磁式直流電動機或永磁式步進電動機。三是汽車車身部件上的應用:主要是在中央門鎖裝置、電動后視鏡、自動升降天線、電動天窗、自動前燈、電動汽車坐椅調整器等的應用。其中普遍應用永磁式直流電動機和永磁式步進電動機。四是汽車附件上的應用:主要是在吸塵器、充氣機、氣泵、拋光機、電動坐椅按摩器等裝置中的應用。
(二)微特電機在汽車行業中的應用狀況
1、輕薄短小化
汽車微特電機的形狀正向著扁平、盤式、輕巧和短小的方向發展,以適應汽車特定環境的需要。為了縮小外形尺寸,首先考慮采用高性能的釹鐵硼永磁材料。例如一臺1000W 鐵氧體起動機的磁鋼重量為220g,用釹鐵硼磁鋼,其重量僅為68g。采用將起動電機和發電機設計成一體的方案,比分離的重量減輕一半。國內外已開發出盤式的線繞轉子和印制繞組轉子的直流永磁電動機,也可應用于發動機水箱和空調器冷凝器的冷卻通風。扁平式的永磁步進電動機可應用于汽車速度表、計價器等多種電子設備中,最近,日本又推出超薄形離心式風扇電動機,厚度僅為20mm,可以安裝在框架壁面很小的場合中作通風冷卻用。
2、高效化
比如刮水器電機經過對減速器結構的改進,大大降低了電機軸承上的負荷(減少95%),體積縮小、重量減輕36%、電機轉矩提高25%。目前,大多數汽車微特電機采用鐵氧體磁鋼,隨著釹鐵硼磁鋼性價比提高,將替代鐵氧體磁鋼,必將使汽車微特電機更輕量化、高效化。
3、無刷化
按照汽車控制與驅動自動化和降低故障率、消除無線電干擾等要求,在高性能永磁材料和電力電子技術、微電子技術的支承下,汽車中大量應用的各種規格永磁直流電動機將向無刷化方向發展。
4、電機控制DSP化
在高級、豪華的轎車中發動機控制、自動速度控制、防滑制動控制、轉向控制、車輛浮空控制、速度自動變換控制等系統中,都應用了由DSP 控制的微特電機(有的將電子控制部分放在電動機的端蓋內,使控制單元和電動機一體化)。通過了解汽車配置微特電機的多少,可以觀察出該汽車配置的級別高低和舒適豪華程度。在如今這個汽車需求快速膨脹的時期,汽車微特電機的應用范圍越來越廣,外資的進入也使得微特電機行業的競爭越演越烈,但這些現象都可以說明,汽車微特電機的發展前景廣闊,微特電機在汽車電子領域也將大有作為。