[汽車之家 行業(yè)] 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,傳統(tǒng)的機(jī)械連接將越來越少,。近日,,在上海國際汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工程大會上,博澤中國驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)向與制動產(chǎn)品經(jīng)理李俊站臺,,分享了博澤在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)領(lǐng)域的新成果,,以及未來趨勢變化。其中,,博澤第二代模塊化轉(zhuǎn)向電機(jī)成為了當(dāng)天的焦點,。
■EPS為何被海外巨頭壟斷?
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,主要歷經(jīng)四個階段: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是典型的用電機(jī)代替機(jī)械連接的一項轉(zhuǎn)向技術(shù)。在中國市場中,,諸如NSK,、耐世特、博世,、捷太格特等外資或合資企業(yè),在EPS領(lǐng)域的市場占有率高達(dá)80%左右,,幾乎處于壟斷地位,,牢牢把握了豪華和合資品牌車企的供應(yīng)渠道,,而中國本土轉(zhuǎn)向企業(yè)市場占有率則不足20%。
國內(nèi)EPS系統(tǒng)相對于國外起步時間較晚,,同時還面臨著轉(zhuǎn)向系統(tǒng)供應(yīng)體系經(jīng)驗少,、標(biāo)準(zhǔn)待升級等一系列問題。正如中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會執(zhí)行副會長陳斌所言,,“我國制造業(yè)在機(jī)電一體化方面困難重重,,兩化融合推進(jìn)至今存在‘貌合神離’現(xiàn)象,存在研發(fā)空白,�,!�
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,。
“有什么現(xiàn)成的產(chǎn)品直接給我,?”“某某公司的某某產(chǎn)品直接給我拿一個”,這些可能是客戶最樸實的一個需求,�,!半姍C(jī)的模塊化設(shè)計其實跟汽車一樣,我們要避免為客戶的各種獨特需求來做全新的研發(fā),�,!崩羁�(qiáng)調(diào)。
博澤就像一家餐館,,菜單上提供了各種各樣的菜品,,來下館子的客戶可以依照自己的喜好來下單,但有些客戶會有忌口,,比如不要辣,、蒜或生菜,有的是素食主義,,那博澤就可以對客戶的需求進(jìn)行微調(diào),,通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向電機(jī)扭矩、轉(zhuǎn)速,、疊長和外徑等參數(shù)實現(xiàn)快速匹配,。這樣做的最大好處是縮短研發(fā)周期。據(jù)悉,,博澤設(shè)計出一個全新的電機(jī)方案,,研發(fā)最少只要1-2周時間。
■如何定義轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的核心要素,?
整車的競爭實力往往取決于供應(yīng)鏈的競爭實力,。李俊強(qiáng)調(diào),“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)計層面完全規(guī)避可能發(fā)生的失效風(fēng)險,。”
正如前面所言,,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,輕則召回,,重則危害生命,。鄭州日產(chǎn)日前召回電動車共計3620輛,主要因為轉(zhuǎn)向電機(jī)控制器(MCU)軟件BUG問題,,出現(xiàn)無轉(zhuǎn)向助力的現(xiàn)象,,會導(dǎo)致車輛發(fā)生事故,存在安全隱患,。
問題來了,,一款好的轉(zhuǎn)向電機(jī)需要達(dá)到哪些要求?李俊告訴汽車之家,,“轉(zhuǎn)向電機(jī)是典型的功能安全零件,,在設(shè)計層面,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,同時制造商還需擁有資深的功能安全團(tuán)隊,,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�,!�
從博澤第二代轉(zhuǎn)向電機(jī)來看,,性能有較大的提升。首先,,博澤通過磁路與氣隙的優(yōu)化提升齒槽轉(zhuǎn)矩,,設(shè)計一個獨立的減震元件,隔開定子和機(jī)殼之間的機(jī)械剛性連接,,帶來的直接好處是可以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。
值得一提的是,,相比上一代產(chǎn)品,,博澤第二代模塊化電機(jī),材料使用率降低了20%,,成本也有所降低,,冗余設(shè)計更加靈活,。
“實際上,,電機(jī)實現(xiàn)冗余設(shè)計并不困難,,但難點在于如何更靈活,客戶不管是要雙冗余還是四冗余,,都可以很靈活地去實現(xiàn),,并且在不改變電機(jī)整體架構(gòu)的情況下,改變一個接線盤就可以,�,!崩羁Υ私忉尅�
■轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的未來在哪里,?
博澤給出的預(yù)測時間表顯示,,當(dāng)前,燃油發(fā)動機(jī)仍然占據(jù)主導(dǎo)地位,,但在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,會做哪些改變呢,?“傳統(tǒng)燃油發(fā)動機(jī)只需要一個簡單的三相電機(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)向的時代,需要基于線控的六相電機(jī),�,!崩羁Υ吮硎尽�
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,。“對于轉(zhuǎn)向電機(jī)來說,,首先是電機(jī)冗余功能會成必選項,。”李俊表示,,“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,。”
另一個趨勢,,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,。
那么,,后輪轉(zhuǎn)向通過何種方式可以實現(xiàn)?通過增配后軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)/電機(jī)即可,。至于應(yīng)用情況,,目前還只局限于高端汽車上,比如保時捷多款新車,、奧迪A8(參數(shù)|詢價),、凱迪拉克CT6等。李俊坦言,,“未來整體的發(fā)展還取決于市場接受度和制造成本的下降,。”
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,。據(jù)介紹,,博澤已經(jīng)組建實現(xiàn)包含電機(jī)設(shè)計、仿真,、試驗,、樣件制作,以及工業(yè)化的全部團(tuán)隊,�,?傮w而言,博澤第二代轉(zhuǎn)向電機(jī)在客觀層面已經(jīng)“卡好了賽道”,。(文/汽車之家 彭斐)
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