2020年11月20日 | 博泽第二代转向电机为“灵活”而设计

对于大多数车主来说，感受一辆车的操控性能，除了动力、底盘之外，更加直接的第一感触往往来自“路感”，也就是车辆的转向系统。转向系统性能好与不好，除了影响车辆操控性能之外，更关乎车辆的行驶安全。在新能源汽车和自动驾驶汽车日益普及下，转向系统将迎来新的革命，越来越多的传统机械连接将被电机取代。

机械连接被取消的关键在哪里？

你是否驾驶过没有助力转向的老款汽车？驾驶这种汽车有点困难，需要花大力气去改变车轮的方向，而现在的汽车，基本都有助力系统来辅助驾驶人进行转向。

回顾100多年汽车转向系统的发展史，主要历经四个阶段：从最初的机械式转向系统发展为液压助力转向系统（HPS），然后又出现了电子液压助力转向系统（EHPS）和电子助力转向系统（EPS）。一代比一代省力、舒适，便于操作。

EPS正逐渐取代HPS。据统计，目前中国的HPS系统向EPS系统的切换已经完成了80%左右市场空间，而且将会有更多的汽车将搭载EPS转向系统。EPS是典型的用电机代替机械连接的一项转向技术。其中，转向电机是转向系统最为核心的一道关卡。

专注机电一体化的博泽，近年来在转向电机领域不断探索，带来更多创新解决方案。近日，在上海国际汽车转向系统工程大会上，博泽第二代模块化转向电机首次公开问世。

一款好的转向电机需要达到哪些要求？

整车的竞争实力往往取决于供应链的竞争实力。供应商必须根据整车和系统级的功能安全需求，完整地定义电机（产品）的功能安全特性，并从设计层面完全规避可能发生的失效风险。转向系统直接影响车辆的行车安全，稍不留意就会酿成重大后果。

那么，一款好的转向电机需要达到哪些要求？博泽转向与制动系统专家李俊在会上分享道，“转向电机是典型的功能安全零件。在设计层面，需要规避主要的安全功能失效模式，例如电机短路、堵转等，同时制造商还需拥有资深的功能安全团队，帮助客户把系统级的功能安全要求分解到电机上，并在电机层面提供定制化的方案。”

基于模块化设计的博泽第二代转向电机

相比上一代产品，博泽新一代转向电机性能有了大幅的提升。通过磁路与气隙的优化提升了齿槽转矩表现。博泽设计了独立的减震元件，隔开定子和机壳之间的机械刚性连接，实现有效隔绝阶次噪音和振动。此外，电机的端盖和机壳上引进全新的激光焊接工艺，保证连接的强度、精度和气密性。

博泽第二代转向电机大幅提升性能

而基于模块化设计，博泽可以根据客户的需求对产品进行快速适配，例如通过调节转向电机叠长和绕线等参数得到所需的扭矩、转速，显著缩短研发周期。此外，此款电机材料使用率相比上一代产品降低了20%，成本也得以优化，冗余设计更加灵活。

值得一提的是，电机实现冗余设计并不困难，关键在于灵活化。不管是双冗余还是四冗余，博泽都可以根据客户的需求来量身定制，在不改变电机整体架构的情况下，改变一个接线盘即可轻松满足需求。

转向系统的未来在何处？

当前，燃油发动机仍然占据主导地位，但博泽预计在2030-2040年期间，新能源汽车（包括纯电动、混动和氢能）将反超燃油车型，2040-2050年期间将完全成为新能源车型的天下。另一方面，不久的将来，L3级以上自动驾驶汽车将实现部分或全程脱离驾驶员的操控。

无论是新能源汽车，还是自动驾驶汽车，对于转向系统的控制要求将更精确、可靠性更高。而原先的转向系统满足不了这些要求。因此，线控转向技术将成为未来的发展趋势，越来越多的机械件将被电机和线控技术取代。

在未来自动驾驶车辆上，转向柱、刹车踏板和加速踏板等部件都不会再被保留。方向盘和转向轮之间是通过线控连接，它们之间没有直接的液力或机械连接。没有机械的转向管柱，也提高了车辆的碰撞安全性。

对于转向电机而言，传统燃油发动机只需要一个简单的三相电机，混动汽车和L2级以上自动驾驶汽车需要一个冗余的六相电机，而全自动驾驶会进入线控转向的时代，需要基于线控的六相电机。

在线控转向方面，博泽已在欧洲与一些合作伙伴开展了预研工作。“对于转向电机来说，首先是电机冗余功能会成必选项。”李俊表示，“另外，线控转向会带来方向盘力反馈感知的全新需求，在这几方面，博泽的模块化电机平台也做好了快速匹配的准备。”

此外，在固有的思维里，转向或许只是前轮的事情，但在未来，提升转向性能和安全还有一个利器——后轮转向。通过将后轮转向与前轮相反的方向，可以减小车辆转弯半径，显著提高在狭小空间中的灵活性。而前后轮同向，则可以提高车辆高速稳定性。

特别指出的是，后轮转向同样适用于电动汽车，因为电池在底盘上的布置，电动汽车普遍会有比较长的轴距，长轴距通常会带来比较大的转弯半径，有了后轮转向后可以提高整车操控性能。而通过增配后轴转向系统/电机即可实现后轮转向，但受市场接受度和制造成本原因，目前还只局限于高端汽车上。

结语：

电动化和智能化是车辆发展的趋势，转向系统同样遵循这一趋势。作为转向系统二级供应商，博泽期望通过更多创新产品的推出，助力转向行业的技术变革。目前，博泽中国在上海已建有完备的本土研发团队，覆盖电机的设计、仿真、实验、样件制作与后期的工业化。而博泽的电机生产线也已经在全球布局，包括北美、欧洲和亚洲。博泽中国第二代转向电机生产线将于明年在博泽太仓工厂落地，并于2022年初正式投产。