4-1新能源汽车电动助力转向系统认知

2.扭矩传感器
扭矩传感器由二个带孔圆环，线圈，线圈盒及电路板组成。它获得转向盘上 操作力大小和方向信号，并把它们转换为电信号，传递到EPS控制盒。二个 带孔圆环一个安装在输出轴上，一个安装在输入轴上。当输入轴相对输出轴 转动时，电路板计算出输入轴相对于输出轴的旋转方向和旋转量。当转动转 向盘时，扭矩被传递到扭力杆，输入轴和输出轴之间出现角度偏差，电路板 检测出角度偏差及方向，通过计算得到扭矩大小和方向并转换为电压信号传 递到EPS控制器中。如图所示。
1.电动助力转向系统的优点
2）助力效果相对更好。EPS可根据汽车运行的不同工况，通过优化设 计助力特性曲线，获得准确的助力，助力效果十分理想。同时还可以 通过控制阻尼系数减小因为路面的干扰对转向系统产生的影响，保障 车辆低速行驶时的轻便性，提高汽车高速行驶时的稳定性，进而提高 汽车的转向性能。 3）质量大大减轻。与液压转向比较，电动助力转向系统的结构更加 简单，零件数目显著减少，因而带来质量的轻便，于此同时使布置更 加简单，而且降低了工作时产生的噪声污染。
2.电缆的分类
新能源汽车充电有交流充电和直流充电两种方式，对应的，有交流新 能源汽车充电电缆和直流新能源汽车充电电缆两种类型的电缆。交流 充电大多是普通充电，时间较慢，而直流充电大多属于快速充电，充 电时间短，方便快捷。对电缆结构来说，直流充电电缆比交流充电电 缆多了一对充电通信线芯，属于综合电缆。
充电连接装置概述
知识点
01 充电连接装置的术语与定义 02 充电连接装置的一般要求
1.充电连接装置的术语与定义
1）充电连接装置 充电连接装置是指新能源汽车 充电时，连接新能源汽车和新 能源汽车供电设备的组件，主 要包括电缆、供电接口、车辆 接口、缆上控制保护装置、盖 帽等部件。
1.充电连接装置的术语与定义
电动助力转向系统的优缺点
1.电动助力转向系统的优点
1）更加节省能源和环保。因为EPS没有液压器件，所以可算得上是标 准的“按需供能型”系统，即在转向的情况下系统才工作，而汽车停止 时或者直线运行时完全不消耗任何能量，这样一来耗能就会相对较少 。因此与液压动力系统进行比较，可以节约能源80%到90%。而在不转 向时，EPS燃油消耗会降低2.5%；在使用转向系统时，则会减少5.5%。 另外又因为在-40℃的低温的状况下，EPS也可以较好地工作，而传统 的液压系统只有液压油预热后才可以工作，由于EPS没有起动时的预 热过程，所以节省了许多能量。EPS也不存在液态油的泄漏问题，从 而也不会对环境造成严重的污染，符合了环保的设计理念。
传统液压助力转向系统自诞生以来已经经过了半个多世纪的发展，它 的技术也已经趋于成熟，但是它结构复杂、效率低、易泄露、有污染 等固有弊端难以解决；而电动助力转向（Electric Power Steering，简 称EPS或Electric Power Assist Steering，简称EPAS）系统只依靠电动 机提供转向助力，具有机构简单、控制灵活、效率高等诸多优点，并 且助力电机只是在有转向操作时才转动，与前者相比可以显著降低能 耗；此外，还可以提供合理的助力转矩来适应不同的车速，更好地协 调了驾驶轻便性和路感。因此，在汽车行业的助力转向领域，EPS产 品表现出强有力的竞争力，必将逐渐取代液压助力转向系统。
电动助力转向系统概述
知识点
01 汽车转向系统概述 02 助力转向系统 03 电动助力转向系统
1.汽车转向系统概述
汽车转向系统是汽车的一个重要构成部件，是保障汽车安全驾驶的重 要安全装置，其功能就是要求能够按照驾驶员的意图来控制汽车的行 驶方向，它直接影响到汽车的整体操纵性和行驶稳定性。
汽车转向系统
充电接口
知识点
01 充电接口的概念 02 交流充电接口 03 直流充电接口
1.充电接口的概念
充电连接装置中，除电缆、缆上控制保护装置之外的部件，包括供电 接口和车辆接口。
2.交流充电接口
1）交流充电接口额定值 交流充电接口额定值如下表所示。
2.交流充电接口
2）交流充电接口的布置 交流充电接口包括7对触头，其布置方式如下图。
2.交流充电接口
3）充电接口的功能定义 充电接口的功能定义如下表所示
3.直流充电接口
1）直流充电接口额定值 直流充电接口额定值如下表所示。
3.直流充电接口
2）直流充电接口的布置 直流充电接口包括9对触头，其布置方式如下图。
3.直流充电接口
3）直流充电接口的功能定义 直流充电接口的功能定义如下表所示
3.电缆的组成
5）护套层 新能源汽车充电电缆的使用环境比较特殊，为此，必须要加强护套的 整体性能。护套层材料采用的是聚氨酯类热塑性弹性体TPU，具有优 异的物理、机械性能，能满足新能源汽车充电电缆使用要求。
电动助力转向系统组成
1.电动助力转向系统组成概述
汽车电动助力转向器（EPS）是一种机电一体化的新一代车辆动力转 向系统。它由扭矩传感器、电机总成、转向器和控制器（VCU）组成 。汽车电动助力转向器是根据转向盘的转向力（即扭矩传感器）、车 速传感器、发动机转速等控制信号，确定转向助力的大小和方向，并 驱动电机辅助转向操作。如图所示。
3.电缆的组成
4）信号控制及通信线芯屏蔽层结构 信号控制线芯和通信线芯外设置有屏蔽层，以防止在充电过程中强电 流对通信及信号控制线传输产生干扰。屏蔽层采用铝一塑复合带绕包 和铜丝编织屏蔽的组合屏蔽形式，以达到降低屏蔽层表面的 转移阻抗、提高屏蔽层抗干扰能力的目的。 新能源汽车充电电缆总屏蔽层在新能源汽车充电电缆工作时，可以直 接作为接地线应用，能够减少新能源汽车充电过程中产生的过电流而 减少对电网的冲击，还可以直接屏蔽新能源汽车充电电缆本体产生的 电磁波，避免新能源汽车在充电时产生弱电而干扰通信设备等问题。
EPS系统结合了汽车电子和控制技术，有助于车辆的智能化发展。作 为一种机电一体化的产品，控制是必不可少的，所以，EPS系统的控 制对EPS系统的研究来说尤为重要，包括助力方式的确定、系统动力 的匹配、助力曲线的选择、控制策略的设计等等，对电动助力转向（ EPS）系统的工作性能都有很大影响。
电动汽车充电用电缆
知识点
01 电缆产品的表示方法 02 电缆的分类 03 电缆的组成
1.电缆产品的表示方法
示例：热塑性弹性体绝缘铜丝编 织屏蔽聚氨酯弹性体内护层和护 套电动汽车交流充电用电缆，导 体为第6种导 体，额定电压为 450/750 V,主绝缘线芯3芯，标称 截面积2.5 mm2，一对0.5 mm2 信号或控制线芯,信号或控制线 芯绞对 外有铜丝编织屏蔽层， 表示为： EV-RS90UPU 450/750 V 3X2.5+(2X0.5)(P) GB/T 33594— 2017
2.助力转向系统
最初的转向机构是纯机械结构，操作费力、驾驶舒适性差。助力转向 系统的出现很好的解决了这个难题，并逐渐发展成为现代汽车结构中 必不可少的一部分。
机械式液压助力转向系统
3.电动助力转向统
电动助力转向系统（EPS）是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力 转向系统，与传统的液压助力转向系统相比，EPS系统具有很多优点。 EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制 单元（ECU）等组成。电动汽车采用的都是电动助力转向系统。
2）充电接口 充电连接装置中，除了电缆和电缆上控制保护装置之外的部件， 包括供电接口和车辆接口 3）供电接口 能将电缆连接到电源或电动汽车供电设备的器件，由供电插头和 供电插座组成
2.充电连接装置的一般要求
1）充电连接装置在正常使用时应性能可靠，对使用者和周围环 境没有危害。 2）充电连接装置的使用环境温度为-30℃～+50℃ 3）充电连接装置易触及的表面应无毛刺、飞边及类似尖锐边缘 4）供电插头、供电插座、车辆插座和车辆插头的外壳上应有制 造商的名称和商标、产品型号、额定电压等信息。
3.电缆的组成
1）导体 为了满足电缆弯曲、移动的性能要求，动力线芯的导体采用性能符合 GB/3956--2008中规定的第6类镀锡软铜线，绞合方式采用复合绞。 由于相同截面积的绞线单线根数越多，绞线越柔软，应选用单线直径 较小的铜线绞合。 2）绝缘及信号线内衬层 绝缘及信号线内衬层采用具有动态硫化性的热塑性弹性体TPV，其结 构特点是连续相EPDM细小粒子分散于分散相PP之中，相界面张力小， 粒子分散均匀，空隙小，产品不易形变和应力开裂，具有极优的耐臭 氧、耐热、耐酸碱、耐油、耐溶剂及抗动态疲劳等性能。同时TPV的 密度小、易加工、绿色环保、可回收使用，是一种性能优越的绝缘材 料，导体长期允许工作温度为-60℃～125℃。
3.电机总成
安装在转向器上的电机总成由一个蜗杆，一个蜗轮和一个直流电机组成。当 蜗杆与安装在转向器输出轴上的蜗轮啮合时，它降低电机速度并把电机输出 力矩传递到输出轴.如图所示。
4.转向器
转向器通过蜗轮降低动力转向电动机的转速，并将它传递到转向柱轴.如图 所示。
5.控制器（VCU）
控制器（VCU）的作用 1）EPS控制动力转向ECU接收各传感器的信号，判断车辆当前的状况，并测 定施加到动力转向电动机上相应的助力电流。 2）动力转向ECU温度传感器 动力转向ECU中的温度传感器用于检测ECU是 否过热。如果温度传感器检测到ECU过热，则动力转向电动机上的助力电流 会减小。 3）诊断 如果动力转向ECU检测到EPS故障，则与出现故障的功能相关的主 警告灯点亮，提示驾驶人出现故障。同时，DTC（诊断故障码）存储到存储 器中。 4）安全保护 如果动力转向ECU检测到EPS故障，则组合仪表上的主警告灯 点亮，且蜂鸣器鸣响。同时，动力转向ECU使PS警告出现在复式显示器上以 提示驾驶人，并进入安全保护模式。EPS和手动转向以相同方式工作。出现 故障时，安全保护功能被激活，ECU会影响各种控制。
3.电缆的组成
3）填充和绕包带 为了增强整个新能源汽车充电电缆 的应用效果，在填充和绕包带材料 选择时，可以利用新型阻燃材料保 证绕包带的质量明显提升，而且也 可以有助于对屏蔽线头的保护，避 免出现屏蔽线头刺穿绝缘层的情况。 填充采用非吸湿性阻燃材料，使电 缆具有良好的低烟阻燃性。绕包带 均采用具有耐刺穿性能的阻燃型材 料，防止编织屏蔽层金属线头刺穿， 损伤线芯绝缘层。
转向柱助力式电动助力转向 系统的助力电机安装在转向 柱附近，转向助力经离合器 和减速机构施加在转向柱上， 适用于一些小的车型。由于 助力电机的安装位置靠近方 向盘，各部件相对独立，所 以安装维修方便，但必须考 虑助力电机震动和噪声对驾 驶人员的影响。
3.齿轮助力式转向系统
齿轮助力式转向系统电 动助力转向系统的助力 电机、减速器和离合器 集成在一起，助力电机 的助力作用在齿轮上， 助力作用较转向柱式大， 适用于前轴载荷中等的 车辆。
4.齿条助力式转向系统
齿条助力式转向系统的助力电 机和减速机构直接将助力施加 到齿条上,所以其响应快，效率 高，助力效果好；结构紧凑， 安装位置选择性比较大，助力 电机远离驾驶舱，噪声和振动 不会对驾驶员产生影响；系统 刚度好、传动能力大，适用于 一些前轴载荷较大的汽车。但 是齿轮齿条式电动助力转向系 统结构相对复杂，造价高，出 现故障时维修不方便。
电动助力转向系统
电动助力转向系统作用
汽车转向系统（Steering System）是汽车的一个重要构成部件，是保 障汽车安全驾驶十分重要的安全装置，其功能就是要求能够按照驾驶 员的意图来控制汽车的行驶方向，它直接影响到汽车的整体操纵性和 行驶稳定性。随着汽车各方面的技术不断发展、完善、突破、创新， 人们对汽车的需求已经不仅仅局限于安全性和功能性，还比较关注它 的舒适性和经济性等。转向系统是用来控制车辆前进方向的一套机构 ，最初的转向机构是纯机械结构，操作费力、驾驶舒适性差。助力转 向系统的出现很好的解决了这个难题，并逐渐发展成为现代汽车结构 中必不可少的一部分。
电动助力转向系统分类
知识点
01 电动助力转向系统概述 02 转向柱助力式转向系统 03 齿轮助力式转向系统 04 齿条助力式转向系统
1.电动助力转向系统概述
根据助力电机在转向系统中 的安装位置可分为三类 1）转向柱助力式 2）齿轮助力式 3）齿条助力式
电动助力转向系统
2.转向柱助力式转向系统