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球王会网页版:国产EPS电机产业新变数! 无刷方案还会是主流工艺

发布时间:2024-05-17 08:01:54    来源:球王会官方网站 作者:球王会游戏官网网址

  中国EPS(电动助力转向系统)装备需求量已经领跑全球,然而国内EPS电机几乎被国外公司垄断,但在新能源政策-市场双驱动下,我国的EPS电机市场正在崛起!但由于汽车电机产业正发生裂变,中小企业进入门槛将变高,国产EPS电机产业又生变数,无刷电机还会是主流工艺?

  EPS是汽车转向系统的发展方向,德昌电机市场策略部高级副总裁丁计明(Jim Dick)指出:“电动助力转向技术可提高燃油经济性能及令驾驶更舒适。”

  据微电机世界网了解,2021年全球汽车电动助力转向市场预计将达到242亿美元,预计从2016年到2021年复合年增长率为6.6%。这个市场增长的主要动力是汽车产量的增加,以及对驾驶舒适性、可靠性和降低油耗的需求。

  数据显示,2022年H-EPS的市场将从2017年的78亿美元增至99亿美元左右。这种产品类型市场每年所获得的增长可能会超过其他任何在产品, 包括辅助(R)-EPS,小齿轮辅助(P)-EPS和列辅助(C)-EPS。

  从全球各地区来看,2017年,欧洲在收入方面显示出优势,预计复合年增长率为6.0%。除日本以外的亚太地区(APEJ)可能成为全球汽车EPS市场另一个吸引人的地区,预计到2022年将达到8.3亿美元。预计北美将以5.0%的复合年增长率扩张。

  中国方面,2016年中国EPS需求量达2812万台,其中乘用车转向系统2442万台,预计到2021年将达到3805万台。

  根据Strategy Analytics的预测,到2018年EPS将占据全球转向系统市场份额的50%以上。从2015年开始,中国将超越欧美和日本,成为全球第一大EPS市场。

  全球汽车转向系统市场主要由JTEKT、BOSCH、TRW、NSK、Mando、Nexteer等跨国公司占领。在2016年,JTEKT和BOSCH共同占有整个市场三分之一以上(35.4%)的份额。其中三资企业中,以厦门捷太格特的产量规模最大,EPS生产量达到70多万套,其次为日本昭和在国内的两家合资工厂,产量总和位居第二。

  尽管如此,中国市场约 35%的 EPS 装备率与日本的80%、欧美的60%相比,水平仍有较大差距。

  但考虑到新能源汽车销量的高速增长以及 2020年 5L/100km 的油耗政策目标,我国 EPS 市场拥有广阔的前景。

  某企业负责人称:“EPS主要应用在汽车行业,目前的EPS电机驱动系统是当代汽车电气技术领域的重要研究方向,发展潜力大。”

  杭州奥蒂电控研发部经理杨朝辉说:“新能源汽车,它是一种新兴产业,国家重点扶持这一块,未来前景不错,目前有实力的一些公司已经进入或者正在进入这个行业了。”

  目前国外厂家,如美国德尔福、韩国万都、日本恩斯克等已在中国成立了相关的生产公司,准备进一步抢占中国市场份额。

  日前,浙江浩圣电子科技有限公司对外股权融资3亿时,宣称自己发布了国内首例自主研发、自主生产的EPS电机项目,打破了长久以来EPS电机技术被国外垄断的僵局,为我国EPS电机技术的崛起开启了先河。

  然而,微电机世界网发现,2010年江苏超力集团的EPS无刷电机就投产。2001年易力达就进入EPS电机领域,2016年C-EPS无刷电机平台生产线年,德昌电机就推出大功率汽车EPS电机平台。2015年,阜新德尔汽车部件股份有限公司就融资7954万发展EPS电机技术研发及产业化项目和EPS电机产业化项目。

  总体而言,目前中国市场中,外资企业产品占有率过大,本土生产企业发展缓慢。据统计,本土企业EPS市场份额只有9%,其他的均为外方独资或中外合资企业生产的产品所占领。日本电产集团生产的EPS电机占具世界65%的产量。

  据微电机世界网了解,EPS面市的时候,中国才刚刚打开汽车产业国门。90年代末,国外将EPS大量配置于各种车型时,我国却连一家可以生产EPS的零部件企业都没有,国产汽车EPS全部依赖进口。这种情况一直持续到2002年,国内首款自主研发的EPS样机在中航工业南方研制成功才有所好转。

  目前国内EPS的厂家主要分为两类:一类是系统供应商,一类是Ecu供应商。国产自主系统供应商主要有三块,恒隆、豫北和易力达,他们都有内制的Ecu,但多数是有刷电机方案,无刷电机方案基本都要向第三方Ecu厂商采购。此外,就是合资外资的企业占据了EPS市场的半壁江山,例如:丰田系的捷泰格特、电装、三菱电机、本田系的昭和电机,还有nsk采埃弗、Trw、蒂森克努伯。

  而像贵阳航空电机、上海电机厂、哈尔滨电机厂、东方电机厂、永济电机厂、佳木斯电机厂、淄博电机厂、湘潭电机厂、山西电机厂等的国内EPS电机厂家,很大一部分都是做低端的无刷电机方案,为数不多的是近年才开始做EPS无刷直流电机的。

  随着近年来国内的微型车市场增长迅速,情况才有所好转,目前已有不少厂家开始给微车装配EPS系统,如昌河、株洲易力达,湖北恒隆和杭州世宝等,EPS产品已经实现在奇瑞、江淮、昌河、东风和一汽的部分小、微型车上配套,但大多采用的是C-EPS形式,控制功能也比较简单,大部分只能实现基本的助力功能。

  可以看出我国的EPS生产模式,是十分典型的代工模式,高端技术都掌握在国外企业手中,而低成本方案已经在国内自主市场形成较为强劲的势头。

  孙华雷说:“因为国内的厂商配套的都是低价车,往上(高端)做,零部件配套不进去,所以都集中在中低端市场,最后还得靠一些主流市场去配套。”

  前文中,我们提及新能源大势驱动下,已有不少电机企业加入EPS驱动市场,但这场市场角逐赛是现实残酷的。在高效化、高可靠性、高功率密度、轻量化、低成本等趋势下,进入门槛越来越高成为了所有汽车应用电机的必须面对的现实。

  多位电机企业人士透露,不少电机企业担心2018年新能源汽车补贴政策、技术标准等再次调整,并不敢轻易谈产品升级。而且随着电机技术升级,其配套零部件将面临诸多挑战,而一部分配套零部件或将被淘汰。例如,在高压化、高效化等技术趋势下,电机系统耐高温、耐高压等要求提高,传统功率元器件有望被替代。

  尼得科驱动系统(KDS)技术总监席荣盛、苏州汇川联合动力系统有限公司研发总监杨睿诚、安徽巨一动力技术总监顾杰在内的多位电机及电控企业资深技术负责人表示,在下一代技术趋势下,电机及电控的工作特性需要重新设计,同时,电机及电控的热管理难度、耐高压、耐高温、EMC、散热等难度将加大。

  此外,电机产品生命周期太短、利润较低,加上原材料大幅涨价,且电机及电控尚未实现规模化销售,这一系列因素阻碍了企业进行技术升级。

  EPS主要由三大部分组成,包括信号传感装置(包括扭矩传感器、方向盘角度传感器和车速传感器),电子控制单元和转向助力机构(电机、离合器、减速传动机构等)。因此,对于EPS电机而言,要进入这个行业也不是那么容易。

  张哲学说:“中小企业进入的话,看各个企业的能力吧!因为EPS主要是由扭矩、车速传感器、减速器等各部件的配合,如果是单纯的电机供应商的话,没有开发能力,最好还是不要进入了。”

  益高电动的孙华雷表示,汽车上的任何一个小东西,进入的门槛都是比较高的,这个高不只是说技术高,做这个生意的门槛也比较高,整车的可靠性要求高,但同时价格要求要低,中小公司是很难做的。

  目前国内EPS行业头把交椅—易力达,它在2001年就进入EPS市场,是中国首家自主研发生产EPS的企业之一,2016年该公司年产EPS 100万套。但它的EPS样机研发市场拓展中,经历了来自上下游的层层阻碍,2007年差点因积压一批价值3000多万元的产品,导致破产,时隔八年之久,情况才有所好转。

  易力达机电总经理傅伟说:“我们走访了三十余家国内外零部件供应商,重点关注了长三角一带的企业。发现国内很多零部件企业,尤其是中小型企业在生产装备、技术水平、质量控制等方面仍然非常落后。如果不尽快提高信息化水平、推动智能化制造,这些企业的产品质量很难提高,与国外一些先进零部件企业的差距将会进一步拉大,很多零部件企业现有的市场将会被外资分食。”

  但用八年的时间去拓展,这对于需要中小企业电机来说,是不敢也不能去冒的险。江苏常凯则是通过与外资合作的方式,实现飞跃式发展。

  江苏凯宇汽车电器有限公司是一家成立于2001年的民营股份制企业,主要从事汽车电机电器的研发和制造,其中EPS有刷电机2011年销量占全国自主品牌销售总量的92%。

  到了2012年6月,日本电产株式会社与江苏凯宇汽车电器有限公司举行合资合作签约仪式。日本电产将注资6000万元人民币溢价收购凯宇汽车电器51%的股份,合资成立日本电产凯宇汽车电器(江苏)有限公司。

  经过多年发展,目前电产凯宇已经获得了上汽、北汽、东风、吉利、比亚迪、奇瑞、广汽、长丰等汽车品牌约20多个无刷EPS电机项目。按照规划,2017、2018年公司还将再分别建设2条各100万台的产线亿元以上的销售规模。

  早期的EPS电机大多采用有刷电机,随着技术的进步,越来越多的厂家选用技术更为先进可靠的无刷电机。但是无刷电机在定子制作上存在较大的难度,为保证定子的内径圆度,同时提升绕线的槽满率,分块式定子铁芯成了几乎所有无刷EPS电机厂家的必选工艺。

  无刷EPS电机本身是取代液压的,比较节能,而且可以智能化,特别是随着汽车以后的智能化辅助驾驶,以及电动汽车、自动泊车都需要自动的,电机可以实现自动。从汽车业来讲,要求能源效率更高,更需要用无刷电机,这是一个必然的趋势。

  世强胡越强高级经理介绍,有刷电机的成本低,但是无刷电机方案旋转变压器实现转子实时监测,矢量控制算法,正弦波控制,谐波分量小,转矩脉动小,定位精度高,无刷电机的结构紧凑、质量轻、效率高、可靠性强,是现在的新趋势。

  与有刷电机技术比较,2014年德昌电机的EPS电机平台转向功率提高了20%,而齿槽转矩降低了10%。电机重量亦降低10%,可提高燃油经济性能。

  无刷电机优势明显,但工艺难度高,研发成本与价格让不少企业感到吃力,有不少工程师朋友都提出,未来,拥有价格和性能双优势的永磁同步电机更为理想,发展前景更好。

  而常州精睿新能源汽车公司总工赵世明说:“我更看好开关磁阻电机,它的结构简单、起动转矩大,而且稳定性高。”

  另一方面,近年长安大学汽车学院科学技术协会发明了双电机EPS系统的仿真模型,引起了行业人士的讨论。

  据了解,关于双电机EPS系统,目前汽车市场上也开始投入,但多用于特种车型,普通的汽车暂时还不需要用到双电机。

  广东省东莞电机经理张哲学说:“双电机目的是分化效率承担,这就和轮毂电机一样,辅助汽车行驶,使汽车更加安全,设计初衷是好的,若不存在为了噱头而去设计的话,我觉得是没有必要的。”

  孙华雷说:“双电机EPS正常的车是不需要的,这是为一些专用车设计的,比如说无人驾。