创新的机电一体化技术

图1 用于全可变节气门调节的BLDC电动机

机电一体化已经成为汽车应用中创新性控制和调节技术的一个关键词。人们逐渐对创新性控制和调节技术在精确性、体积大小和可靠性方面提出了越来越高的要求。

目前，机电一体化技术越来越多地把机械技术、电子技术和信息技术的元器件/模块集成到一起。它们对汽车工业的决策者、设计者提出的大量问题都给出了答案：分散式的智能化、改善的可靠性、更加坚固耐用的特性、重量的轻量化及更小的安装空间。很多新的标准，如有害气体排放标准或者安全技术标准，要求车辆的控制和调节越来越智能化。在对液体流量（空气、油及燃气等）的定量控制和调节、对机械元器件（阀、节气门及凸轮等）运动的控制和调节方面，原则上都可以利用机电一体化驱动系统来进行控制和调节。而简单的执行机构几乎无法完成未来对控制和调节提出的要求。在轿车、货车和商务车中，这些控制和调节功能将越来越多地由智能化的调节器和无刷直流电动机（BLDC电动机）来完成。

图2 集成有传感器的线性驱动装置，该装置是汽车弯道灯运动的机械接口

创新的机电一体化技术

Sonceboz公司是一家研发和生产机电一体化驱动系统的专业厂商，他们的产品有驱动装置、精密机械、控制电气、传感器和控制软件，并从事这些产品的研发到最终安装工作，包括质量检验。他们的研发重点是把电气的脉冲信号转换为机械的运动，将产品有选择地或者根据用户特殊要求应用到汽车领域中，涉及到的技术领域从燃油监控到安全保障，直至车辆的驾驶舒适性。

这些新产品的研发是基于无刷电动机基础之上与机械的线性或旋转驱动相结合的创新性产品研发。开发出来的产品涵盖了最小型的微小电动机、步进电动机及BLDC电动机，包括了用户特殊要求的机械接口和电气接口。在新产品设计阶段，与用户的合作与交流能够更好地理解所要完成的任务，采用最合适的专业技术。

机电一体化元器件所面临的挑战是，能在非常严格的环境条件（如高温、低温等）下运动，并可以在振动和非常紧凑的空间中实现稳定工作。工业化的解决方案应达到零故障的质量和最佳的可追朔性，只有这样才能确保满足用户的更高要求。

图3 这种智能化电动机能够主动调节冷空气的进气量，将燃油消耗减少0.2L/100km

有些机电一体化元器件的功能与用户有着直接的关系，如可调前大灯。为了实现这类运动，Sonceboz公司研发生产了一种线性执行器。这种执行机构配备有传感器和故障诊断功能并能够实现在恶劣温度条件下可靠工作。此外，由于拥有高度集成的结构、合理的结构设计和高可靠性，它能够在车辆的整个使用寿命周期内可靠运行。Sonceboz公司研发生产的EC电动机和机电一体化驱动系统已经应用于车辆的仪表板、驾驶辅助系统、主动式空气调节系统和发动机管理系统中。据该公司介绍，他们每年销售的驱动装置数量高达4000万套。

Sonceboz公司的MMT移动磁体技术研发中心是世界上顶级的电磁技术研发中心，其主攻方向是执行机构、电动机和传感器。该技术中心成功研发的冷风节气门系统对车辆的空气阻力进行了优化，这属于空气动力学领域中的一项创新技术。利用水箱散热器处的智能化冷空气调节挡板，可以更经济地调节进入发动机舱的新鲜空气量且更精确地确定冷空气的最佳需求量，从而实现了尽可能低的空气阻力。根据车辆的车型和前端部设计，仅此项优化就可以使CO2排放减少4g/km，油耗减少0.2L/100km。

图4 结构紧凑的排气监控无刷电动机

结语

机电一体化驱动系统的研发从来没有像今天这样迫切。电子技术、信息技术和新材料等为我们开启了创新的大门，也向我们指明了今后研发的方向和途径。高复杂性的、可编程序控制的运动就是未来需要解决的重点问题。对产品和工艺技术进一步的二次开发能够保证企业的未来。在紧密的合作网络中，与职工、合作伙伴和供应商们高效的合作能够为用户提供更多的创新性驱动技术解决方案。