汽车电动助力转向系统开发项目

1、汽车电动助力转向系统开发项目简要说明一、项目概要及背景研制开发汽车电动助力转向系统(简称EPS)。产品包括转向柱式、齿轮齿条式、小齿轮式三大系列，产品技术水平达到国际先进。项目从2008年10月开始，计划2010年5月完成。2010年开始批量生产，达产后年产汽 车电动助力转向系统30万套。汽车电动转向系统是一种新型助力转向装置，它用电机提供助力，助力大小由电控单元(ECU)控制。它用于汽车转向系统上，可以使汽车转向操作轻 便、灵活、可靠，从而获得最佳动力控制，改善转向系统性能，提高安全性； 它能节约燃料，有利于环保，是现代汽车发展的高新技术，也是轿车动力转 向技术未来发展方向。国外EPS的研究

2、已经有20多年历史，近年来随着电 子技术的发展，EPS成为发展最快的高科技汽车零部件产品之一。目前日本、 欧洲已迅速推广，预测2010年后，顶级轿车将全部安装 EPS,全世界30% 新开发车型将安装电动助力转向系统。For pers onal use only in study and research; not for commercialuse目前我国EPS研发处于起步阶段，产品技术处于国外20世纪90年代中期 水平，技术落后，软硬件依赖进口，只有少数厂家可以进行以组装为主的 EPS 生产。国内汽车厂商配套主要依赖于进口。随着汽车工业的发展，我国到2010年汽车产销量将达到1000万辆以上

3、， 可以安装 EPS 的轿车、微型面包车、轻型客车、轻型货车年产量超过 400 万 辆。我国汽车转向行业“十一 .五”专题发展规划 ,到 2010 年电动助力转向装 置需求量约为 100 万套。汽车电动助力转向系统已列入 中国汽车零部件 “十 一五”专项发展规划重点发展的产品。本项目研发的 EPS 适用于国内大多数中小排量乘用车。For personal use only in study and research; not for commercial use二、研制开发的目的和意义目前国内 1.6 升以下乘用车的转向系统主要是机械转向。机械转向驾驶 员劳动强度大，操控安全性低，容易疲劳，易

4、发安全事故。本产品的应用， 可大大提高国内汽车装备水平、安全性和驾驶舒适度。我国目前是汽车零部件制造大国，但具有核心技术和自主知识产权的产 品凤毛麟角，该产品的推出，可大大提高国内汽车转向系统技术水平，提高 汽车零部件产品附加值。通过对产品关键技术和零部件的研究开发，将提升我国汽车整车和零部 件企业的自主创新能力，打造民族工业的国际化品牌，提高企业竞争力。研发成果转化成 30 万套生产能力，将加速 EPS 的普及，使我国整车厂 摆脱依赖进口，降低整车成本；同时创造就业机会，增加财政收入。三、国内外相关技术发展概况和趋势自 80 年代以来，国外电动助力转向技术经过 20 多年的发展，已比较成 熟

5、。在电机技术方面，最早采用有刷直流电机，功率相对较小， 2003 年开 始有无刷电机投产，其功率较大，适用车型范围较广，现在排量较大的汽车 上，无刷直流的应用已经比较普遍，并且随着电机技术水平和可靠性的提高， 电磁离合器也已逐渐被淘汰。国外 EPS 控制电机已经发展到下一代，为广泛 配套现有车型作了充足的准备，为全面替代液压转向奠定了基础。在扭矩传感器技术方面，最早采用以电位计为代表的接触式传感器，现 已普遍采用非接触式传感器，使用寿命和精度大大提高。在控制技术方面，已从最初的简单助力，发展到主动阻尼控制、主动回 正控制、底盘集成控制等，使得电动助力转向的转向感觉得到了大大的提高， 促使电动助

6、力转向应用越来越广泛。国外电动助力转向产品已经实现系列化与多样化，能根据不同的车型， 匹配最优化的电动助力转向产品。从适合于小排量的管柱助力式电动助力转 向、适合中等排量的小齿轮助力式电动助力转向、到适合于大排量的齿条助 力式电动助力转向，各种产品均已实现了大批量生产和配套。国外除了各大汽车公司和零部件供应商纷纷研究开发 EPS 系统外，各大 芯片开发商也争相为 EPS 系统开发专用芯片，甚至提供完整的解决方案，如 Motorola 为 EPS 设计了集成驱动电路 MC33883 等。目前ZFLS、万都、昭和等公司的EPS产品已经进入中国，如PQ35采用 ZFLS产品，飞度采用昭和EPS等，但

7、是国外EPS产品普遍价格高，美国、 德国的EPS因采用交流电机而尤其昂贵。国内EPS系统的研究开发起于90年代末，真正在EPS技术上有所突破 是最近二、三年。在电机技术方面，目前采用有刷直流电机，但没有形成专有自主知识产 权。在扭矩传感器技术方面，采用导电塑料电位计，也没有形成专有自主知 识产权。在控制器技术方面，自 2000 年以来，国内有十余家单位开发研究， 但多为理论导向型的高校或校企联合开发，与真正意义上的汽车电子产品开 发有较大的距离，目前多数设计都模仿日本早期的 N3 和 E6 控制器，体积大， 技术陈旧。目前国内电动助力转向产品基本上还处于以“昌河北斗星”为模板的管 柱助力式电动

8、助力转向，产品单一，难与排气量更大些的汽车进行匹配。不过近年来国内 EPS 技术也有很大突破，成果产业化步伐大大加快。天 津大学开发了采用 16 位单片机的 EPS 控制器样品；北京理工大学开发出电 动汽车用EPS控制器；南方航空动力机械设备厂开发的 EPS已开始小批量装 车；浙江福林国润汽车零部件有限公司开发的EPS开始在吉利的豪情232车型上试装。四、前期研制开发情况项目分为三个阶段：市场调研和分析、市场和样件开发、小批试制和整 机配试。项目 2008 年 10 月开始，已经完成市场调研和分析、转向柱式 EPS 样件设计，目前正在进行样件制造，已与客户签订意向开发协议， 5 月将进 行第一

9、种产品的整机配试。五、主要研制开发内容和考核目标 1本项目具体内容与技术创新点本项目进行转向柱式、齿轮齿条式、小齿轮式三大系列汽车电动助力转 向系统的研制开发。包括市场开发、产品设计、试验、样件制造、小批试制等。产品创新点：EPS 传感器是系统信号检测和输出元件，该元件要求使用寿命长，信号 输出稳定，对称性和重复一致性高。目前，国内外主要用接触式传感器，磨 损问题较突出。本项目传感器首次采用霍尔元件，非接触结构，使用寿命和 可靠性显著提高，输出的信号稳定准确。控制单元是电动转向系统的中枢神经，其程序设计的好坏直接影响驾驶 稳定性和舒适性。本项目有独创设计，在满足通用性的情况下，增加了高速 阻尼

10、设计，即汽车在达到设定的速度时，转向系统会主动增加系统阻力，使 汽车高速稳定性好，不“发飘” 。机械管柱部分是 EPS 的“骨架”，要求精度高、效率高、强度高，其间隙 和效率问题是影响 EPS 性能的关键，因此不仅要消除减速机构的装配配合间 隙，还要能够自动补偿因磨损而产生的新间隙。本项目在蜗杆的两端进行了 特殊的设计，分别加有轴向间隙补偿元件，不仅能够自动补偿间隙，而且还 能够起到减振的作用。汽车转向系统对回正性有具体的要求，本项目采用根据实际需要，进行 主动回正设，通过转角传感器的角度信号，控制汽车在转向结束时能够具有 主动回正的趋势，提高了驾驶的舒适性。本项目传感器信号采集单元已经申请国

11、家专利，传动部分拟申请国家专 利。2本项目考核目标2010 年 5 月至少一种产品达到批量生产。六、项目组织实施方案1实施方式公司采用项目管理方式，成立了项目研发小组，进行单独立项、独立核 算，对项目人员实行绩效考核制度。2技术路线 本项目控制单元与高校科研院所联合开发，其余部件自主开发。3项目进度安排、实施期限实施期限： 2008 年 10 月 2010 年 5 月。进度安排： 2008 年 10 12 月：市场调研分析2009 年 1 4 月：第一种产品样件设计、制造、试验2009 年 5 12 月：第一种产品整机配试第二、三种产品样件设计、制造、试验2010 年 1-5 月：第一种产品试

12、生产 第二、三种产品整机配试七、经济效益和环境影响1环境影响本项目不产生废气和粉尘。主要污染源及污染物是：机加工、装配产生 的废清洗液、乳化液、废金属屑，水泵房和空压站产生的噪声，废水处理站 产生的污泥以及生活垃圾等。本项目采取一系列有效的治理措施，三废能够达到国家和环保部门排放 标准，不会对环境产生影响。2经济效益项目达产后，年产电动助力转向系统 30 万件；实现销售收入 30000 万 元；增值税 1329 万元，销售税金及附加 133 万元，利润总额 3340 万元， 经济效益明显。八、项目资金预算、资金来源与落实、申请市财政资金理由 1资金预算安排本项目资金预算 260 万元，其中市场

13、调研分析 25 万元，市场开发费 30 万元，试验室设备 120 万元，产品设计试验检测 50 万元，样件试制 30 万元， 不可预见费 5 万元。计划 2009 年完成投资 220 万元， 2010 年完成投资 40 万元，截止 3 月 份项目已完成投资 80 万元。2资金来源企业自筹 220 万元，申请财政专项资金 40 万元。 3申请市财政资金的理由本项目符合国家产业政策，是国家鼓励发展的高新技术产品。自 2008 年 10 月大连创新零部件公司遇到的前所未有的世界金融危机， 从 08 年 11 月开始产品订单急剧下降，公司生产经营受到了严重影响，资金 出现了短缺。 EPS 项目是大连创

14、新公司战略项目，对提高企业自主创新能力 和今后的发展有重大意义，对大连市汽车零部件的行业发展具有推动作用。 为了使产品尽早开发成功投入市场，申请市财政资金。九、项目申报单位概况大连创新零部件制造公司组建于 1998 年，股份合作制企业。公司位于大连开发区 48 号地创新零部件工业园， 公司主要从事车用发 动机零部件、工程机械零部件、海事发动机零部件等的加工制造和销售，产 品主要为美国伊顿、德国克诺尔、美国水星、德国道依茨、美国康明斯、卡 特比勒和道依茨一汽（大连）等国内外知名公司配套，产品出口日本、德国、 美国、英国、法国、巴西等国家。公司是辽宁省装备制造业重点企业和大连市汽车零部件行业龙头企

15、业， 曾连续四年进入大连市 50 家纳税大户行列， 荣获辽宁省百强纳税企业、 辽宁 省“守合同重信用”企业、大连市高新技术企业、大连市纳税 A 级信誉等级 单位、大连市劳动关系和谐企业、 2005-2006 年度大连市综合实力百强民营 企业等荣誉称号。 2006 年公司被商务部、 国家发改委认定为国家汽车零部件 出口基地企业。公司通过了德国莱茵公司的 ISO/TS16949/ISO9001 质量管理体系、 ISO14001 环境管理体系、 OHSAS18001 职业健康安全管理体系认证。大连创新零部件制造公司 2009 年 3 月 20 日仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu