創新的機電一體化技術

圖1 用于全可變節氣門調節的BLDC電動機

機電一體化已經成為汽車應用中創新性控制和調節技術的一個關鍵詞。人們逐漸對創新性控制和調節技術在精確性、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、對機械元器件（閥、節氣門及凸輪等）運動的控制和調節方面，原則上都可以利用機電一體化驅動系統來進行控制和調節。而簡單的執行機構幾乎無法完成未來對控制和調節提出的要求。在轎車、貨車和商務車中，這些控制和調節功能將越來越多地由智能化的調節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

創新的機電一體化技術

Sonceboz公司是一家研發和生產機電一體化驅動系統的專業廠商，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到最終安裝工作，包括質量檢驗。他們的研發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控到安全保障，直至車輛的駕駛舒適性。

這些新產品的研發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新性產品研發。開發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，采用最合適的專業技術。

機電一體化元器件所面臨的挑戰是，能在非常嚴格的環境條件（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穩定工作。工業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。為了實現這類運動，Sonceboz公司研發生產了一種線性執行器。這種執行機構配備有傳感器和故障診斷功能并能夠實現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公司研發生產的EC電動機和機電一體化驅動系統已經應用于車輛的儀表板、駕駛輔助系統、主動式空氣調節系統和發動機管理系統中。據該公司介紹，他們每年銷售的驅動裝置數量高達4000萬套。

Sonceboz公司的MMT移動磁體技術研發中心是世界上頂級的電磁技術研發中心，其主攻方向是執行機構、電動機和傳感器。該技術中心成功研發的冷風節氣門系統對車輛的空氣阻力進行了優化，這屬于空氣動力學領域中的一項創新技術。利用水箱散熱器處的智能化冷空氣調節擋板，可以更經濟地調節進入發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，從而實現了盡可能低的空氣阻力。根據車輛的車型和前端部設計，僅此項優化就可以使CO2排放減少4g/km，油耗減少0.2L/100km。

圖4 結構緊湊的排氣監控無刷電動機

結語

機電一體化驅動系統的研發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新的大門，也向我們指明了今后研發的方向和途徑。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能夠保證企業的未來。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新性驅動技術解決方案。