對于大多數(shù)車主來說，感受一輛車的操控性能，除了動力、底盤之外，更加直接的第一感觸往往來自“路感”，也就是車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能好與不好，除了影響車輛操控性能之外，更關(guān)乎車輛的行駛安全。在新能源汽車和自動駕駛汽車日益普及下，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將迎來新的革命，越來越多的傳統(tǒng)機(jī)械連接將被電機(jī)取代。

機(jī)械連接被取消的關(guān)鍵在哪里？

你是否駕駛過沒有助力轉(zhuǎn)向的老款汽車？駕駛這種汽車有點(diǎn)困難，需要花大力氣去改變車輪的方向，而現(xiàn)在的汽車，基本都有助力系統(tǒng)來輔助駕駛?cè)诉M(jìn)行轉(zhuǎn)向。

回顧100多年汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展史，主要?dú)v經(jīng)四個(gè)階段：從最初的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展為液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS），然后又出現(xiàn)了電子液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）和電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）。一代比一代省力、舒適，便于操作。

EPS正逐漸取代HPS。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中國的HPS系統(tǒng)向EPS系統(tǒng)的切換已經(jīng)完成了80%左右市場空間，而且將會有更多的汽車將搭載EPS轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。EPS是典型的用電機(jī)代替機(jī)械連接的一項(xiàng)轉(zhuǎn)向技術(shù)。其中，轉(zhuǎn)向電機(jī)是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)最為核心的一道關(guān)卡。

專注機(jī)電一體化的博澤，近年來在轉(zhuǎn)向電機(jī)領(lǐng)域不斷探索，帶來更多創(chuàng)新解決方案。近日，在上海國際汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工程大會上，博澤第二代模塊化轉(zhuǎn)向電機(jī)首次公開問世。

一款好的轉(zhuǎn)向電機(jī)需要達(dá)到哪些要求？

整車的競爭實(shí)力往往取決于供應(yīng)鏈的競爭實(shí)力。供應(yīng)商必須根據(jù)整車和系統(tǒng)級的功能安全需求，完整地定義電機(jī)（產(chǎn)品）的功能安全特性，并從設(shè)計(jì)層面完全規(guī)避可能發(fā)生的失效風(fēng)險(xiǎn)。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)直接影響車輛的行車安全，稍不留意就會釀成重大后果。

那么，一款好的轉(zhuǎn)向電機(jī)需要達(dá)到哪些要求？博澤轉(zhuǎn)向與制動系統(tǒng)專家李俊在會上分享道，“轉(zhuǎn)向電機(jī)是典型的功能安全零件。在設(shè)計(jì)層面，需要規(guī)避主要的安全功能失效模式，例如電機(jī)短路、堵轉(zhuǎn)等，同時(shí)制造商還需擁有資深的功能安全團(tuán)隊(duì)，幫助客戶把系統(tǒng)級的功能安全要求分解到電機(jī)上，并在電機(jī)層面提供定制化的方案。”

基于模塊化設(shè)計(jì)的博澤第二代轉(zhuǎn)向電機(jī)

相比上一代產(chǎn)品，博澤新一代轉(zhuǎn)向電機(jī)性能有了大幅的提升。通過磁路與氣隙的優(yōu)化提升了齒槽轉(zhuǎn)矩表現(xiàn)。博澤設(shè)計(jì)了獨(dú)立的減震元件，隔開定子和機(jī)殼之間的機(jī)械剛性連接，實(shí)現(xiàn)有效隔絕階次噪音和振動。此外，電機(jī)的端蓋和機(jī)殼上引進(jìn)全新的激光焊接工藝，保證連接的強(qiáng)度、精度和氣密性。

博澤第二代轉(zhuǎn)向電機(jī)大幅提升性能

而基于模塊化設(shè)計(jì)，博澤可以根據(jù)客戶的需求對產(chǎn)品進(jìn)行快速適配，例如通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向電機(jī)疊長和繞線等參數(shù)得到所需的扭矩、轉(zhuǎn)速，顯著縮短研發(fā)周期。此外，此款電機(jī)材料使用率相比上一代產(chǎn)品降低了20%，成本也得以優(yōu)化，冗余設(shè)計(jì)更加靈活。

值得一提的是，電機(jī)實(shí)現(xiàn)冗余設(shè)計(jì)并不困難，關(guān)鍵在于靈活化。不管是雙冗余還是四冗余，博澤都可以根據(jù)客戶的需求來量身定制，在不改變電機(jī)整體架構(gòu)的情況下，改變一個(gè)接線盤即可輕松滿足需求。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的未來在何處？

當(dāng)前，燃油發(fā)動機(jī)仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，但博澤預(yù)計(jì)在2030-2040年期間，新能源汽車（包括純電動、混動和氫能）將反超燃油車型，2040-2050年期間將完全成為新能源車型的天下。另一方面，不久的將來，L3級以上自動駕駛汽車將實(shí)現(xiàn)部分或全程脫離駕駛員的操控。

無論是新能源汽車，還是自動駕駛汽車，對于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制要求將更精確、可靠性更高。而原先的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)滿足不了這些要求。因此，線控轉(zhuǎn)向技術(shù)將成為未來的發(fā)展趨勢，越來越多的機(jī)械件將被電機(jī)和線控技術(shù)取代。

在未來自動駕駛車輛上，轉(zhuǎn)向柱、剎車踏板和加速踏板等部件都不會再被保留。方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間是通過線控連接，它們之間沒有直接的液力或機(jī)械連接。沒有機(jī)械的轉(zhuǎn)向管柱，也提高了車輛的碰撞安全性。

對于轉(zhuǎn)向電機(jī)而言，傳統(tǒng)燃油發(fā)動機(jī)只需要一個(gè)簡單的三相電機(jī)，混動汽車和L2級以上自動駕駛汽車需要一個(gè)冗余的六相電機(jī)，而全自動駕駛會進(jìn)入線控轉(zhuǎn)向的時(shí)代，需要基于線控的六相電機(jī)。

在線控轉(zhuǎn)向方面，博澤已在歐洲與一些合作伙伴開展了預(yù)研工作?！皩τ谵D(zhuǎn)向電機(jī)來說，首先是電機(jī)冗余功能會成必選項(xiàng)?！崩羁”硎?，“另外，線控轉(zhuǎn)向會帶來方向盤力反饋感知的全新需求，在這幾方面，博澤的模塊化電機(jī)平臺也做好了快速匹配的準(zhǔn)備?！?/p>

此外，在固有的思維里，轉(zhuǎn)向或許只是前輪的事情，但在未來，提升轉(zhuǎn)向性能和安全還有一個(gè)利器——后輪轉(zhuǎn)向。通過將后輪轉(zhuǎn)向與前輪相反的方向，可以減小車輛轉(zhuǎn)彎半徑，顯著提高在狹小空間中的靈活性。而前后輪同向，則可以提高車輛高速穩(wěn)定性。

特別指出的是，后輪轉(zhuǎn)向同樣適用于電動汽車，因?yàn)殡姵卦诘妆P上的布置，電動汽車普遍會有比較長的軸距，長軸距通常會帶來比較大的轉(zhuǎn)彎半徑，有了后輪轉(zhuǎn)向后可以提高整車操控性能。而通過增配后軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)/電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)后輪轉(zhuǎn)向，但受市場接受度和制造成本原因，目前還只局限于高端汽車上。

結(jié)語：

電動化和智能化是車輛發(fā)展的趨勢，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)同樣遵循這一趨勢。作為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)二級供應(yīng)商，博澤期望通過更多創(chuàng)新產(chǎn)品的推出，助力轉(zhuǎn)向行業(yè)的技術(shù)變革。目前，博澤中國在上海已建有完備的本土研發(fā)團(tuán)隊(duì)，覆蓋電機(jī)的設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)驗(yàn)、樣件制作與后期的工業(yè)化。而博澤的電機(jī)生產(chǎn)線也已經(jīng)在全球布局，包括北美、歐洲和亞洲。博澤中國第二代轉(zhuǎn)向電機(jī)生產(chǎn)線將于明年在博澤太倉工廠落地，并于2022年初正式投產(chǎn)。