方向盘听不听话，全看EPS给不给力。这可是关乎身家性命的关键硬件，不经过地狱级测试怎敢轻易装车？为了应对各种复杂路况和不同车型，一套能模拟真实环境来进行极端测试，动态、精度和推力都爆表的顶级测试平台少不了。但这一硬核装备想造出来并不轻松，研发团队首先就得硬磕核心驱动层面的硬核挑战。
EPS是什么？
电动助力转向系统（EPS）是一种先进的汽车转向技术，其核心原理是基于车速、驾驶员转向角度及扭矩信号，智能地提供辅助转向力，从而提升驾驶的轻便性和稳定性。根据助力电机安装位置的不同，EPS主要发展为几种类型：转向柱助力式、小齿轮助力式、双小齿轮助力式以及齿条助力式。不同类型的EPS对应不同的车辆平台和性能要求，但其核心都需要精准、可靠的助力功能。为了验证EPS的稳定性以及安全性，就需要使用一套高性能测试平台模拟不同的工况要求，对EPS进行极限模拟测试，以获取它的准确数据。
极限测试的拦路虎
客户在构建新一代EPS测试平台时面临多重严峻挑战。首要难题是极高的推力需求，测试平台需模拟极端转向阻力，要求最大持续推力达到18KN，峰值推力高达25KN，这远超传统“普通伺服电机+减速机”方案的能力范围，后者存在推力有限、动态响应慢、数据易失真等固有瓶颈。其次，实验室环境对空间和噪音有严格限制，而大功率电机运行时产生的电流噪音控制是一大难点。此外，测试平台还需具备卓越的动态性能以适应不同测试响应下的复杂工况，并对系统的长期稳定运行可靠性提出了极高要求。
硬核破局三板斧
面对上述挑战，科尔摩根提供了以S700系列伺服驱动器和双IC水冷型直驱直线电机并联为核心的单驱动、双电机的创新方案，逐一击破系统构建难题。
并联架构，突破推力瓶颈
为满足25KN的峰值推力需求，方案创新性地采用了两台IC44-250水冷型直驱直线电机并联。该型号单台峰值推力为12705N，持续推力为8211N，并联后系统总推力完美覆盖并超出客户指标。驱动核心则选用S700系列顶级的S772伺服驱动器，其72A的持续输出电流为系统提供了充沛动力。此架构直接摒弃了传统的减速机，从根源上消除了背隙，为高精度、高动态响应奠定了坚实基础。
静音控制，优化实验室环境
针对实验室严格的噪音限制，方案充分利用S700驱动器可调PWM频率的特性。PWM频率越高，电机运转会更加平稳，噪音随之减少。S700的PWM频率最高可设置为16kHz，从源头显著平滑了电流波形，有效降低了电机运行噪音。同时，电机本身的水冷设计确保了高频PWM下产生的额外热量能被高效带走，从而在实现“静音”运行的同时，保证了系统的长期可靠性。
系统集成，实现精准测试
在顶层控制层面，该解决方案与上位控制器NI无缝集成，实现了对整个测试流程的精准调度。在上位控制器的控制下，跟随传动机构，电机输出相应推力，并执行精确的位置跟随。同时可提供不同测试响应，如：30Hz的振动测试、瞬时大扭矩加载、速度变化下不同扭矩输出的跟随状态以及基于传感器反馈的实时动态调整。从而极大地提升了EPS系统测试的强度、精度和真实性。
性能口碑双丰收
通过实施科尔摩根的解决方案，客户获得了显著的价值提升。首先，测试平台成功突破了性能瓶颈，实现了高达25KN的峰值推力输出，并能精准完成各种高动态测试，为高端EPS产品的研发提供了精确数据支持。其次，直驱技术消除了传统减速机结构带来的背隙和延迟，结合水冷系统和优化控制策略，系统运行更平稳、更安静，满足了严格的实验室环境标准，同时保证了长期高负荷运行的卓越可靠性。最终，这套先进的测试平台使客户能够为市场提供更高质量、更高标准的EPS测试服务，显著增强了其在行业内的技术地位和核心竞争力。
· 本文作者 ·
俞海 科尔摩根 区域应用经理
具有21年自动化行业的从业经验，在运动控制系统方案选型和应用等方面拥有丰富的经验。