旭春股份有限公司

THU - Advanced Smart Technology Application and Research Center

旭春股份有限公司

計畫名稱 : 搭載於動力轉向系統之高線性度磁性扭力感測器開發計畫

計畫摘要 :
從研發設計、零組件製造與組裝、產品測試與修正及ESP 系統,均為自主研發,100%掌握核心關鍵技術;建立一套磁性元件量測與檢測標準,成為產業之標準,帶動國內相關產業升級,提升國內產業之競爭力。

研發動機 :
現今汽車產業有三大變革正在同時發生中,包含動力來源、駕駛方式以及商業模式的改變。此三大變革促使汽車生產模式改變,傳統一條龍大規模垂直生產的模式已不符合現今汽車產業,為了因應全球市場多樣性產品的供應,且又需要考量成本的降低,平台的使用以及模組標準化的概念已成趨勢,目前各大車廠均有屬於自己的模組化平台,且零件通用比例逐年提高,故唯有掌握關鍵零組件技術,才能打入國際供應鏈。
全球電動車市場銷售持續增溫,2017 年電動車總銷售超過100 萬輛,2018年更突破40%、高達171 萬輛;摩根大通分析指出,2025 年全球純電動車和混合動力車銷售將占新車總量的40%,此風潮將會是下世代人類代步的唯一發展,故在有關電動車的技術如動力電池、動力馬達及電動轉向系統等將會是全世界廠商的競逐項目。因此,政府除加速推動“六大新興產業”的方向,更將“智慧型電動車”專用技術列為四大「新興智慧型產業」之首,藉由前瞻性產業帶動整體競爭力。
在汽車電動助力轉向系統(Electric Power Steering, EPS)市場調查上, Lucintel 預計2021 年全球市場將達到242 億美元,預計從2016 年到2021 年將以6.6%的複合年增長率增長。國內雖有數家廠商投入電動輔助轉向系統以及相關零組件之研發,其中包含轉向機構、電動馬達、電子控制單元等組件開發設計,然而在扭力感(Torque Sensor)卻極少有廠家投入研發設計,導致系統往往因感測器購買價格昂貴而無法降低量產成本。在扭力感測器市場調查上,Markets & Markets 預計市場將從2018 年的94 億美元增長到2024 年達到148 億美元,複合年增長率為7.9%。如何提升扭力感測器的靈敏度、精度及壽命,並降低成本,且附加智慧化功能是未來發展的趨勢,故此計畫開發設計一新式樣扭力感測器,特性更優於目前市場上產品,且精簡感測器結構,可降低製造成本20%以上。
隨著模組化趨勢與客製化需求愈來愈高,掌握高度技術及標準化之高品質的生產,才能受到國際大廠青睞,若公司不掌握核心技術與轉型,僅僅做單純的零組件開發,遲早會被印度及大陸的低價競爭淘汰,因此公司在10 年前就積極投入EPS 系統開發,搭配扭力主軸及其他零組件,使公司徹底掌握核心技術,近兩年更專研在高精度與高線性度之扭力感測器開發,不僅建立標準量測實驗室,也大量購買儀器設備,提高生產至國際大廠之標準與品質,時至今日已初見成效,除了獲得全球ATV 第一大廠Polaris 的試產外,每年EPS 系統已高達1 萬顆左右,若公司擴產及產能能跟上,預計未來每年可成長5000 顆以上。

研發重點 :
A. 掌握核心技術 :

公司自主開發EPS 系統、剛性主軸及扭力感測器,由於百分之百掌握整個系統之技術,加上公司擁有近10 年EPS 系統開發經驗,可即時調整參數及演算法,以符合剛性主軸及扭力感測器,確保可以得到最好的效能。


B. 剛性主軸設計 :

經公司多年的投入與開發,在剛性主軸上使用高度彈性熱處理技術,使的整體結構擁有較佳的抗拉強度和扭轉強度,而且扭桿剛性可以因應不同類型的EPS 而有不同的分佈特性。根據不同的設計變更,則可應用於各車種,如農用車、高爾夫球車、雪車及電動自行車等…。


C. 導入電磁模擬設計系統:

傳統的扭力感測器設計不嚴謹,只能靠經驗與錯誤成長,加上磁性元件設計門檻高,故需導入電磁模擬設計系統,以期得到科學精準的基礎數據。


D. 建立標準量測系統:

廠內量測系統過於簡便且不夠嚴謹,無法被國際認可,若去量測中心驗證,花費高且不方便,故希望透過此計畫建立整套完善的量測系統,期許將一條龍的程序從設計組裝、測試、修正,進而完成大量生產的技術統整。此標準量測系統經德國原廠認證,符合國際規範。


E. 研發新式樣扭力感測器:

以往扭力感測器大多使用環形充磁結構等複雜之結構設計,因結構複雜導致生產成本較高,故設計一新式樣,採用平面充磁結構設計扭力感測器,結構簡單且特性可達到市售產品之等級,預計成本可降低20%,且感測精度更高,其扭力感測器三大特性可達國際水準,線性度:limit ±3%、靈敏度:0.5 V/deg、磁性:limit±1.5%,大幅提高國際競爭力。此產品已取得台灣、大陸及美國之專利。


F. 機構與系統整合:

強調整套系統自主研發,從設計(導入電磁模擬技術)、EPS系統開發、感測器設計與製造、量測系統建立與驗證及電子電路設計,均自主開發,掌握關鍵技術,避免受限於國外原廠或其他廠家。

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