《新能源汽车结构与原理》课件 项目五 任务一 电动助力转向系统

《新能源汽车结构与原理》项目五电动辅助系统05项目五电动辅助系统

电动辅助系统任务一电动助力转向系统任务二电动制动系统任务四照明与信号系统任务三空调系统任务一电动助力转向系统学习目标1.理解电动汽车电动助力转向系统的特点；2.了解电动汽车电动助力转向系统的分类；3.了解电动汽车电动助力转向系统的结构：4.能够正确描述电动汽车电动助力转向系统的工作原理。一、助力转向系统概述

助力转向系统分为机械转向系统、液压助力转向系统、电控液压助力转向系统、电动助力转向系统、线控转向系统。1.液压助力转向系统（HPS）液压助力转向系统采用液压伺服控制方式构成的液压控制系统，主要由V型传动皮带、压力流量控制阀体、油管、动力缸、转向助力泵、转向柱、转向传动轴、储油罐等部件构成。任务一电动助力转向系统一、助力转向系统概述（1）液压助力转向系统优点1）采用机械部件连接，操控精准，路感直接，信息反馈丰富；2）液压泵由发动机驱动，转向动力充沛，技术成熟，可靠性高，平均制造成本低。（2）液压助力转向系统缺点1）低速大转向转弯时比较沉；2）依靠发动机动力来驱动油泵，能耗比较高；3）液压系统的管路结构非常复杂，油路经常保持高压状态，使用寿命受到影响。任务一电动助力转向系统一、助力转向系统概述2.电控液压助力转向系统（EHPS）电控液压助力系统（EHPS）的主要由储油罐、控制单元、电动泵、转向机构、助力转向传感器等构成。任务一电动助力转向系统一、助力转向系统概述（1）电控液压助力系统优点采用电动液压泵,低速输出大扭矩，高速输出小扭矩。（2）电控液压助力系统缺点结构复杂、不便于安装维修及检测、造价较高，无法克服液压系统的缺点，如渗油问题、低温工作性能。任务一电动助力转向系统一、助力转向系统概述3.电动助力转向系统（EPS）电动助力转向系统（EPS）是一种直接依靠电动机提供辅助转矩的动力转向系统，可以根据不同的使用工况控制电动机提供不同的动力，实现转向助力随车速的变化而变化，且仅在需要转向的时候提供转向动力，降低燃油消耗率，且转向更加轻便。任务一电动助力转向系统一、助力转向系统概述（1）电动助力转向系统优点1）结构简单；2）降低油耗；3）噪声小；4）助力效果好；5）实现转向系统主动回正；6）环保性好；（2）电动助力转向系统缺点成本高、结构复杂维修难。任务一电动助力转向系统二、电动助力转向系统的结构1.电动助力转向系统（EPS）的分类电动助力转向系统（EPS）根据电机驱动部位和机械结构的不同，可将电动助力转向系统（EPS）分为转向轴助力式、齿轮助力式和齿条助力式。任务一电动助力转向系统二、电动助力转向系统的结构2.电动助力转向系统（EPS）的结构电动助力转向系统（EPS）直接依靠电动机提供辅助转向动力。EPS主要由转矩传感器、转角传感器、车速传感器、电动机、电磁离合器、减速机构、电子控制单元（ECU）等组成。任务一电动助力转向系统二、电动助力转向系统的结构（1）转矩传感器转矩传感器用于检测作用于转向盘上扭矩信号的大小与方向。接触式扭杆电位计传感器是在转向轴位置加一根扭杆，通过扭杆检测输入轴与输出轴的相对扭转位移，并将这种扭转变化输入给ECU。任务一电动助力转向系统二、电动助力转向系统的结构（2）电动机EPS一般常采用直流无刷永磁电动机,无刷永磁电动机具有无激磁损耗、效率较高、体积较小等特点。（3）电磁离合器电磁离合器可以保证电动助力只在预定的范围内起作用。当车速、电流超过限定的最大值或转向系统发生故障时，离合器便自动切断电动机动力，恢复手动控制转向。任务一电动助力转向系统二、电动助力转向系统的结构（4）减速机构减速机构用来增大电动机传递给转向器的转矩。任务一电动助力转向系统三、电动助力转向系统的工作原理

电动式EPS以直流电动机作为助力源，电子控制单元根据车速和转向参数控制电动机通电电流强度，调节加力电动机工作力矩，进而控制转向助力强度。电动式EPS的助力作用受电脑控制，在低速转向时的助力作用最强，随着车速的升高助力作用逐渐减弱。现以奥迪双小齿轮电动助力转向系统为例分析转向过程。任务一电动助力转向系统三、电动助力转向系统的工作原理

1.工作原理（1）司机转动方向盘时，转向助力过程就开始了。（2）方向盘上作用的转动力矩使得转向机中的扭力杆发生扭转。转向力矩传感器检测到这个扭转量，并将测得的转向力矩通知控制单元。（3）转向角传感器送来实际转向角信息；转子转速传感器送来实际转向速度信息。（4）控制单元根据下列因素来确定出所需要的助力力矩并操纵电机来工作：转向力矩、车速、发动机转速、转向角、转向速度以及控制单元内存储的特性曲线。（5）转向助力是由第二个小齿轮来完成的，该小齿轮按平行于齿条方向传力，它由一个电机来驱动。该电机通过蜗轮蜗杆机构和一个驱动小齿轮咬合在齿条上，并传递转向所需要的辅助力。（6）方向盘上的转向力矩和助力力矩的和就是转向机上用于驱动齿条的力矩。任务一电动助力转向系统三、电动助力转向系统的工作原理

2.停车时的转向过程（1）在停车时，司机用力转动方向盘。（2）扭力杆发生扭转，转向力矩传感器检测到这个扭转量，将这个信息通知控制单元（现在有一个很大的转向力矩作用在方向盘上）。（3）转向角传感器送来较大的转向角信息；电机转子转速传感器送来实际转向速度信息。（4）控制单元根据下列因素来确定出需要较大的助力力矩并操纵电机来工作：较大的转向力矩、车速为0km/h、发动机转速、较大转向角、转向速度以及控制单元内存储的用于车速为0km/h的特性曲线。（5）于是在停车时，第二个小齿轮按平行于齿条方向传递最大的辅助力。（6）方向盘上的转向力矩和这个最大的助力力矩的和就是停车时转向机上用于驱动齿条的力矩。任务一电动助力转向系统三、电动助力转向系统的工作原理

3.城市道路行驶的转向过程（1）在城市行驶中遇弯道时司机转动方向盘。（2）扭力杆发生扭转，转向力矩传感器检测到这个扭转量，将这个信息通知控制单元（现在有一个中等的转向力矩作用在方向盘上）。（3）转向角传感器送来中等速度的转向角信息；电机转子转速传感器送来实际转向速度信息。（4）控制单元根据下列因素来确定出需要中等的助力力矩并操纵电机来工作：中等的转向力矩、车速为50km/h、发动机转速、中等转向角、转向速度以及控制单元内存储的用于车速为50km/h的特性曲线。（5）于是在转弯时，第二个小齿轮按平行于齿条方向传递中等的辅助力。（6）方向盘上的转向力矩和这个中等助力力矩的和就是城市道路转弯时转向机上用于驱动齿条的力矩。任务一电动助力转向系统三、电动助力转向系统的工作原理4.高速公路行驶的转向过程（1）在变道时司机轻轻转动方向盘。（2）扭力杆发生扭转，转向力矩传感器检测到这个扭转量，将这个信息通知控制单元（现在有一个很小的转向力矩作用在方向盘上）。（3）转向角传感器送来很小的转向角信息；转子转速传感器送来实际转向速度信息。（4）控制单元根据下列因素来确定出需要很小的助力力矩或者根本不需要助力力矩并操纵电机来工作：很小的转向力矩、车速为100km/h、发动机转速、很小的转向角、转向速度以及控制单元内存储的用于车速为100km/h的特性曲线。（5）于是在高速