一、EPS是汽车转向系统主流解决方案
汽车转向系统经历了四个发展阶段:从最初的机械式转向系统(MS)发展为液压助力转向系统(HPS),再到电控液压助力转向系统(EHPS),最终发展为 EPS 系统。
汽车转向系统分类
类别
组成
主要特点
优点
缺点
机械转向系统(MS)
所有的传力件都是机械的,主要由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分构成
利用纯人力驱动各种机械结构,通过将人力放大、变向等步骤来操纵轮胎的转动
结构简单、工作可靠、造价低廉
操作费力,驾驶员负担较重,稳定性、精确性、安全性无法保证。
助力转向系统
机械液压助力转向系充(HPS)
由转向器、液压转向泵、油管、流量空制阀、传动皮带、储油罐等部件构成
兼用驾驶员体力和发动机动力为转向能源,转向器是其核心部件,它的作用是放大驾驶员传递的力并改变力的传递方向,液压转向泵由发动机驱动
成本低廉、安全可靠性高、操控轻便精准、转向动力充沛
能耗比较高,相比MS油耗增加3-5%,后期保养维护成本较高。
电子液压助力转向系统(EHPS)
在机械结构上增加了电机,新增电控系统包括车速传感器、电磁阀、电子控制单元(ECU)等
转向油泵由电动机驱动,并加装电控系统,使得转向辅助力的大小不仅与转向角度有关,还与车速相关
能耗低,反应较灵敏。
稳定性不如HPS,制造和维护成本高
电动助力转向系统(EPS)
在机械转向机构的基础上,增加了电子控制单元(ECU)、助力电机、信号传感器等
通过电子控制电动机产生辅助动力进而实现转向,彻底摆脱了油液加压助力方式;可实时地在不同车速下提供不同的转向助力
结构精简重量小、占用空间少,能耗低,反应灵敏,提升了车辆操控性能和安全性。
辅助力度有限,难以在大型车辆上使用,稳定性不如HPS,成本较高。
观研报告网发布的《中国EPS电机行业现状深度分析与发展前景预测报告(2024-2031年)》显示,EPS系统的原理是在机械转向系统基础上加入电机作为动力源,以电动助力代替液压助力,直接依靠电动机提供辅助转矩。结构方面,EPS系统由检测驾驶者的转向操作扭矩的扭矩传感器、根据扭矩信号计算助力扭矩并控制电机驱动的EPSECU、动力来源EPS电机、使电机驱动力传递至转向机构的减速器等构成。由于EPS系统只在转向时电动机才提供助力,所以具有高效能、轻便灵活和节能环保的特点,同时考虑到EPS系统装配自动化程度高,可快速与不同车型匹配,因此在缩短生产和开发周期方面优势突出。
资料来源:观研天下整理
二、新能源汽车市场增长及工业自动化、智能化将带动EPS电机持续发展
EPS电机是EPS系统核心的精密安全件。EPS系统与新能源汽车的智能化、电动化趋势具有高度适配性,市场上的新能源汽车中几乎全部使用EPS系统。新能源汽车市场的持续增长带动EPS系统销量增长,EPS电机也随之快速发展。
数据来源:观研天下数据中心整理
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根据数据,2023年我国EPS系统市场规模达384.20亿元,较上年同比增长20.85%。此外,随着工业自动化和智能制造的不断发展,EPS电机在自动化生产线、智能装备、机器人等领域的需求也将持续增长。在新能源汽车及工业自动化智能化共同带动下,未来EPS电机市场有望不断快速扩大。
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三、国内EPS电机产量难以满足庞大的市场需求,需从国外大量进口
EPS电机的汽车件安全等级较高,仅次于燃油车发动机和电动车的驱动电机,还需通过IATF1694/VDA6.3认证体系,因此EPS电机的验证周期较长,一般从转向系统到整车验证需要1.5年至2年。同时由于无刷电机结构复杂,且需要在设计阶段就引入各种工况的仿真,进入行业的技术壁垒较高。目前,国内EPS电机产量难以满足庞大的市场需求,需从国外大量进口。
数据显示,2022年国内EPS电机需求量约1894.8万台,国内产量667.7万台,合资及进口电机产品1261万台。
数据来源:观研天下数据中心整理
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四、无刷电机占据EPS电机主导
EPS电机分为有刷电机和无刷电机。有刷电机的主要优势在于技术成熟、成本低廉,缺点在于其绕组布置于转子侧,随着输出功率的增加,电机整体操作灵敏度会降低。无刷电机的绕组位于定子侧,转子侧为磁体,因而不存在惯性力矩的问题,增强了电机的稳定性,当前EPS电机基本以无刷电机为主。
资料来源:观研天下整理
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五、国际企业处于行业领先地位,EPS电机国产替代空间广阔
由于日本电产公司、三菱电机、安川电机、德国西门子和美国ABB等国际企业早在80年代便拥有针对汽车的专用电机设计分析、加工、检测和试验技术并研制出了多种规格的EPS电机产品,经历了长时间的市场验证,因此市场地位稳固,掌握EPS电机大部分市场份额。
近年来,随着国内整车行业国产化的不断加深,国内逐步涌现了少数与国际EPS电机龙头厂商在技术上处于可比水平的公司,使得我国EPS电机进口占比持续下降。
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国产EPS电机均价与进口产品相比具备一定的价格优势,根据数据,2022年进口EPS电机均价为266元/台,国产EPS电机均价为235元/台。随着国内EPS电机企业坚持技术攻坚和客户沉淀,行业影响力不断提升,未来EPS电机国产替代空间广阔。
数据来源:观研天下数据中心整理(zlj)
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