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一文看懂日本電產馬達的騰飛歷程

電子工程師 ? 作者:工程師C ? 2018-05-12 12:03 ? 次閱讀

5月初,全球頂級車展--2018北京國際車展如火如荼,廠商云集,觀眾如潮。居占全球綜合馬達制造業霸主地位的日本電產(Nidec 尼得科)也現身展會,向中國觀眾一展其馬達及機電產品在汽車領域的非凡成績。展會期間,日本電產車載事業本部副部長早船一彌博士接受了記者的采訪,描述了日本電產從一家專精于制造精密小型馬達的龍頭企業成為全球首屈一指的綜合機電產品制造商的騰飛歷程。

日本電產車載事業本部副部長早船一彌博士

始于陋室,終于第一

1973年,28歲的現任董事長兼集團總裁永守重信懷揣“要成為世界第一”的雄心壯志,以2000萬日元的注冊資金在日本京都的一間陋室創立了日本電產株式會社,當時公司的業務以生產、銷售精密小型AC馬達為主。1981年,美國電腦市場迅猛發展,日本電產在永守重信的帶領下敏銳抓住了市場的機會,開始生產5.25英寸硬盤驅動器主軸馬達。此后還開始生產辦公自動化設備用的精密小型AC馬達、直流無刷軸風扇、3.5英寸硬盤驅動器主軸馬達。到了90年代,日本電產依靠電腦市場的蓬勃實現了飛躍式發展,將競爭對手遠遠甩在身后,迅速成為全球市場占有率第一的硬盤驅動器馬達制造商。

2003年,隨著京都第一制高點的電產總部及中央開發技術研究所大樓的落成,公司開始全面布局全球市場。為了擁有世界一流的技術實力、科研實力、生產能力以及寄望旗下產業的多元化發展,日本電產積極展開企業并購行動,在完成了對49家企業的收購后,除了依舊保持計算機用電機領域的強勢地位外,又開始進軍車載、家電、物聯網工業、商業、醫療等領域,一躍躋身成為全球化龍頭企業的行列。目前,日本電產全球已有10萬名員工,公司的戰略也從全球首屈一指的綜合馬達制造商轉向全球綜合機電產品制造商。據早船博士介紹,日本電產的2017年的銷售總額為近1.5萬億日元,2020年的銷售額將達到2萬億日元,2030年的目標則更是要達到10萬億日元。

日本電產總部

致力于所有的“轉動體和移動體”

早船博士介紹,日本電產不但已經在硬盤驅動器主軸馬達領域占據了世界第一的地位,與此同時,還把所有“轉動和移動的物體”都被視為電產發力的方向。產品陣容也逐步從小型馬達擴大至超大型電機,產品廣泛應用在通訊、家電、汽車、商業、工業、健康、物聯網等領域。早船博士介紹說,2017年,日本電產各產品群組的銷售額達到14,881萬億日元,主力產品已經由精密小型馬達轉向車載及家電、商用、工業用機電產品,其中機器人(商用、工業用、服務用、社交用)、IoT、家電、車載、工業等領域的產品銷售已經達到總銷售額的近55%。2018年的總銷售額預計達到15,750億日元。

一文看懂日本電產馬達的騰飛歷程

2017銷售額構成比

發力汽車市場,馬達無處不在

為了應對新能源汽車以及自動駕駛ADAS在全球范圍內迅猛上升的趨勢,日本電產一直在加緊研發最先進的技術以提供有效的產品群支撐。此次2018國際汽車展上,日本電產就帶來了強大的車載產品陣容,幾乎遍及汽車底盤、動力傳動、ADAS和車身。充分運用小型化、高效化技術成功開發出的牽引電機系統、轉向控制技術、搭載了ADAS傳感技術、制動控制技術的關鍵設備、車載娛樂信息系統的觸覺反饋設備等等產品都讓中國觀眾一飽眼福。早船博士還告訴記者,中國70%的汽車天窗都采用了日本電產的車窗控制馬達,這個數字著實讓記者吃驚不小。

一文看懂日本電產馬達的騰飛歷程

日本電產在車載市場的產品

一體化牽引電機系統(e-axle)

為了滿足迅速增長的汽車電動化需求,日本電產一直在從事包括牽引電機、變速箱以及逆變器在內的牽引電機系統(e-axle)的研發。本次在展會展出的一體化牽引電機系統是整合了去年9月發布的逆變器分立的牽引電機系統的新系統。它使輸出功率與之前相比得到了大幅提升。 通過采用一體化設計,極大簡化了零部件之間的外部布線,實現了牽引電機系統的小型化和輕量化,從而提高了車輛布局的靈活性。其峰值功率以及系統的最大輸出轉矩可分別提升至 150kW、3,900Nm,但重量卻只有 83kg,實現了輕量化。并且,通過選用離合器機構(選裝配置),該系統還可適用于 AWD 系統 和 PHEV 系統,可廣泛搭載于從小型車到 SUV(運動型多功能車)的各種車型。 早船博士告訴記者,e-axle預計于 2019 年在中國開始量產并向中國車企銷售,其后將在全球進行推廣。2025年該產品的銷售額保守估計將達到1000億日元,并力攀3000億日元,2030年則將達到1兆日元。

應用于EV及PHEV的牽引電機系統

單眼攝像頭與毫米波雷達一體式的世界最小型 ADAS 感應器融合系統

日本電產的單眼攝像頭與毫米波雷達一體化ADAS傳感融合系統(ISF、Integrated Sensor Fusion)是世界上最小新型的系統。它可以與單眼攝像頭同樣裝設在后視鏡內側的擋風玻璃上,由此可以解決因附著在裝設于汽車前格柵的毫米波雷達上的污物造成的感應靈敏度降低、輕度碰撞時產生的軸偏移、以及對汽車前臉設計造成的影響。 并且采用了自主研發的新型天線,雖然裝設在車內的擋風玻璃上,卻可以實現毫米波雷達遠至200米以上的遠距離探測以及90度視角的廣角拍攝。通過實現與前格柵配置同等的探測距離,可用作定速巡航及車距控制裝置(Adaptive Cruise Control,縮寫為“ACC”)的感應器,使汽車行駛時與前車保持一定的車距。 除此之外,通過采用單眼攝像頭和毫米波雷達一體化的設計,與傳統的分體式傳感融合系統相比,可以實現更高的感應靈敏度,在各種行駛場景及路況中的自動緊急制動系統 (Autonomous Emergency Braking,縮寫為“AEB”)的起動下,能夠在更早的時間點,實現最為合理的控制。單眼攝像頭與毫米波雷達一體化的、低成本高性能的傳感融合系統為實現、安全的“零交通事故”打下堅實的基礎。

采用了最新的圖像處理技術及單眼攝像頭與毫米波雷達一體式傳感器的ADAS實機展示

電動助力轉向系統(EPS)馬達及電子控制單元(ECU)

據早船博士介紹,日本電產的EPS用馬達已經占據了全球第一供應商的地位(全球40%,歐洲70%),此外電產還提供在車輛控制上起著關鍵作用的馬達控制單元。記者在電產展臺體驗了使用了EPS馬達、ECU的方向盤,感覺方向盤與車輪的聯動非常輕巧。早船博士介紹說,傳統的做法是方向盤與車輪是有連接的,但使用的了EPS系統后,兩者間沒有了物理的連接,取而代之的是靠無線傳感連連接,對于未來的無人駕駛汽車,駕駛者不用操作方向盤,日本電產的EPS馬達、ECU及EPS用機電一體動力包將會自動根據道路的情況調整輪胎的變向。同樣即使在人工駕駛的時候,由于采用了無線電子傳感技術,兩者間也無需做連接,這種做法無論對未來的自動駕駛還是手動駕駛都是非常有意義的。

線控轉向技術用驅動器的體驗型展示

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