創(chuàng)新的機電一體化技術

圖1 用于全可變節(jié)氣門調節(jié)的BLDC電動機

機電一體化已經成為汽車應用中創(chuàng)新性控制和調節(jié)技術的一個關鍵詞。人們逐漸對創(chuàng)新性控制和調節(jié)技術在精確性、體積大小和可靠性方面提出了越來越高的要求。

目前，機電一體化技術越來越多地把機械技術、電子技術和信息技術的元器件/模塊集成到一起。它們對汽車工業(yè)的決策者、設計者提出的大量問題都給出了答案：分散式的智能化、改善的可靠性、更加堅固耐用的特性、重量的輕量化及更小的安裝空間。很多新的標準，如有害氣體排放標準或者安全技術標準，要求車輛的控制和調節(jié)越來越智能化。在對液體流量（空氣、油及燃氣等）的定量控制和調節(jié)、對機械元器件（閥、節(jié)氣門及凸輪等）運動的控制和調節(jié)方面，原則上都可以利用機電一體化驅動系統(tǒng)來進行控制和調節(jié)。而簡單的執(zhí)行機構幾乎無法完成未來對控制和調節(jié)提出的要求。在轎車、貨車和商務車中，這些控制和調節(jié)功能將越來越多地由智能化的調節(jié)器和無刷直流電動機（BLDC電動機）來完成。

圖2 集成有傳感器的線性驅動裝置，該裝置是汽車彎道燈運動的機械接口

創(chuàng)新的機電一體化技術

Sonceboz公司是一家研發(fā)和生產機電一體化驅動系統(tǒng)的專業(yè)廠商，他們的產品有驅動裝置、精密機械、控制電氣、傳感器和控制軟件，并從事這些產品的研發(fā)到最終安裝工作，包括質量檢驗。他們的研發(fā)重點是把電氣的脈沖信號轉換為機械的運動，將產品有選擇地或者根據(jù)用戶特殊要求應用到汽車領域中，涉及到的技術領域從燃油監(jiān)控到安全保障，直至車輛的駕駛舒適性。

這些新產品的研發(fā)是基于無刷電動機基礎之上與機械的線性或旋轉驅動相結合的創(chuàng)新性產品研發(fā)。開發(fā)出來的產品涵蓋了最小型的微小電動機、步進電動機及BLDC電動機，包括了用戶特殊要求的機械接口和電氣接口。在新產品設計階段，與用戶的合作與交流能夠更好地理解所要完成的任務，采用最合適的專業(yè)技術。

機電一體化元器件所面臨的挑戰(zhàn)是，能在非常嚴格的環(huán)境條件（如高溫、低溫等）下運動，并可以在振動和非常緊湊的空間中實現(xiàn)穩(wěn)定工作。工業(yè)化的解決方案應達到零故障的質量和最佳的可追朔性，只有這樣才能確保滿足用戶的更高要求。

圖3 這種智能化電動機能夠主動調節(jié)冷空氣的進氣量，將燃油消耗減少0.2L/100km

有些機電一體化元器件的功能與用戶有著直接的關系，如可調前大燈。為了實現(xiàn)這類運動，Sonceboz公司研發(fā)生產了一種線性執(zhí)行器。這種執(zhí)行機構配備有傳感器和故障診斷功能并能夠實現(xiàn)在惡劣溫度條件下可靠工作。此外，由于擁有高度集成的結構、合理的結構設計和高可靠性，它能夠在車輛的整個使用壽命周期內可靠運行。Sonceboz公司研發(fā)生產的EC電動機和機電一體化驅動系統(tǒng)已經應用于車輛的儀表板、駕駛輔助系統(tǒng)、主動式空氣調節(jié)系統(tǒng)和發(fā)動機管理系統(tǒng)中。據(jù)該公司介紹，他們每年銷售的驅動裝置數(shù)量高達4000萬套。

Sonceboz公司的MMT移動磁體技術研發(fā)中心是世界上頂級的電磁技術研發(fā)中心，其主攻方向是執(zhí)行機構、電動機和傳感器。該技術中心成功研發(fā)的冷風節(jié)氣門系統(tǒng)對車輛的空氣阻力進行了優(yōu)化，這屬于空氣動力學領域中的一項創(chuàng)新技術。利用水箱散熱器處的智能化冷空氣調節(jié)擋板，可以更經濟地調節(jié)進入發(fā)動機艙的新鮮空氣量且更精確地確定冷空氣的最佳需求量，從而實現(xiàn)了盡可能低的空氣阻力。根據(jù)車輛的車型和前端部設計，僅此項優(yōu)化就可以使CO2排放減少4g/km，油耗減少0.2L/100km。

圖4 結構緊湊的排氣監(jiān)控無刷電動機

結語

機電一體化驅動系統(tǒng)的研發(fā)從來沒有像今天這樣迫切。電子技術、信息技術和新材料等為我們開啟了創(chuàng)新的大門，也向我們指明了今后研發(fā)的方向和途徑。高復雜性的、可編程序控制的運動就是未來需要解決的重點問題。對產品和工藝技術進一步的二次開發(fā)能夠保證企業(yè)的未來。在緊密的合作網絡中，與職工、合作伙伴和供應商們高效的合作能夠為用戶提供更多的創(chuàng)新性驅動技術解決方案。