博世展示第3代電液、第4代全冗余電液及商用車(chē)純電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

2023年上海車(chē)展上，博世再次展現(xiàn)了引領(lǐng)全球商用車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)持續(xù)創(chuàng)新和變革的巨大力量，不僅展示了滿足當(dāng)下的第3代電液混合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)——Servotwin Gen3和第4代全冗余電液混合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)——Servotwin Gen4 2，還展示了將為商用車(chē)行業(yè)帶來(lái)重大歷史陛變革的商用車(chē)純電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

博世在商用車(chē)轉(zhuǎn)向技術(shù)領(lǐng)域，一步一個(gè)腳印地持續(xù)創(chuàng)新迭代，不僅較好地滿足了當(dāng)下市場(chǎng)需求，還積極順應(yīng)未來(lái)趨勢(shì)和引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展。

那么，這些展品的開(kāi)發(fā)背景、主要特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景以及生產(chǎn)應(yīng)用情況又分別如何呢？展會(huì)期間《商用汽車(chē)》雜志記者特別邀請(qǐng)到博世商用車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)銷(xiāo)售與客戶技術(shù)中國(guó)區(qū)負(fù)責(zé)人董文峰作了簡(jiǎn)單介紹和系統(tǒng)回顧。

1.關(guān)于Servotwin Gen3電液混合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

問(wèn)：董總您好。首先請(qǐng)您介紹一下這款第3代電液混合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)品（Servotwin Gen3）的有關(guān)情況，包括其開(kāi)發(fā)背景、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景以及生產(chǎn)應(yīng)用情況？

答：好的。這款產(chǎn)品是博世商用車(chē)電液混合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)Servotwin的第3代產(chǎn)品，主要是為重型商用車(chē)開(kāi)發(fā)的，它可以實(shí)現(xiàn)諸如隨速助力、主動(dòng)回正等功能，滿足多種場(chǎng)景的輔助駕駛。說(shuō)它的開(kāi)發(fā)背景，首先要從它的第一代Servotwin電液助力轉(zhuǎn)向產(chǎn)品說(shuō)起。

博世Servotwin電液助力轉(zhuǎn)向技術(shù)的研發(fā)始于2000年，其開(kāi)發(fā)的初衷是在液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓失效的情況下，通過(guò)電控單元的扭矩疊加，輕松滿足歐標(biāo)ECE R79對(duì)應(yīng)急轉(zhuǎn)向的要求。也即，在轉(zhuǎn)向液壓失效的情況下，也能控制住車(chē)輛轉(zhuǎn)向，不出現(xiàn)安全問(wèn)題。第一代Servotwin電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就是在上述背景下開(kāi)發(fā)的，并于2013年首先在歐洲的戴姆勒卡車(chē)上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。而且，在滿足應(yīng)急法規(guī)需求的基礎(chǔ)上，戴姆勒卡車(chē)的轉(zhuǎn)向舒適性也得到了極大提升。商用車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從傳統(tǒng)的液壓助力發(fā)展到電液助力之后，基本上具有了與乘用車(chē){早已普遍采用電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向）類似的操縱舒適性。

2019年，又推出了可滿足SAE-L2級(jí)輔助駕駛以及局部（初級(jí)）自動(dòng)駕駛的第3代電液產(chǎn)品——Servotwin Gen3電液混合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（也就是展臺(tái)上的這款產(chǎn)品），并在北美、歐洲和中國(guó)幾乎同步量產(chǎn)。其核心目的是通過(guò)自動(dòng)化能力的進(jìn)一步提升，大幅提升轉(zhuǎn)向舒適性，降低駕駛員的駕駛疲勞。

具體來(lái)講，第3代電液產(chǎn)品首先可以幫助車(chē)輛實(shí)現(xiàn)SAE-L2級(jí)別的公共道路上的輔助駕駛。比如在高速公路上，車(chē)道保持、車(chē)道居中、車(chē)道糾偏等一系列功能都可以實(shí)現(xiàn)，在高速公路上行駛時(shí)，它可以讓駕駛員的精神不那么緊張，當(dāng)遇到問(wèn)題時(shí)，上面的控制系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行預(yù)警，駕駛員即時(shí)接管就可以了，同時(shí)它還附加了主動(dòng)回正、隨速助力等一些舒適性的功能，此外，Servotwin第3代產(chǎn)品還具備各種補(bǔ)償功能，比如當(dāng)車(chē)輛遇到側(cè)風(fēng)可能發(fā)生顛簸時(shí)，可以施加一些力矩讓車(chē)輛保持平衡，實(shí)現(xiàn)“側(cè)風(fēng)補(bǔ)償”。總之，它的目的是讓車(chē)輛駕駛變得更加安全、更加舒適。

其次，在某些封閉區(qū)域，即環(huán)境比較單一的場(chǎng)所，像礦坑、港口、城市封閉道路，第3代電液產(chǎn)品還可以幫助實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。要實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛，首先產(chǎn)品的可靠性要很高，然后配合塔臺(tái)或者監(jiān)控等措施，把車(chē)輛駕駛員撤下來(lái)，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)運(yùn)營(yíng)。長(zhǎng)時(shí)間或者在比較惡劣的環(huán)境中駕駛，駕駛員是難以承受的，而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛就會(huì)解決很多問(wèn)題。這是第3代產(chǎn)品體現(xiàn)出的商業(yè)用途。

總之，第3代電液產(chǎn)品最典型的用途可分為2大方面，一是高速公路上的輔助駕駛，二是在限定區(qū)域內(nèi)的無(wú)人化駕駛。

第3代Servotwin電液助力產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)后，包括戴姆勒、斯堪尼亞、曼等歐洲企業(yè)，以及國(guó)內(nèi)頭部重型商用車(chē)企業(yè)都在使用，廣受好評(píng)。

2.關(guān)于博世Servotwin Gen4.2全冗余電液混合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

問(wèn)：這次展示的博世Servotwin Gen4.2全冗余電液混合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，作為博世電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的第4代產(chǎn)品，其開(kāi)發(fā)背景、主要特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景以及生產(chǎn)應(yīng)用情況，又是如何呢？

答：這次展示的博世Servotwin Gen4.2全冗余電液混合助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，主要是為重型商用車(chē)開(kāi)發(fā)的，是博世自開(kāi)始研發(fā)電液助力產(chǎn)品20多年來(lái)，一步一個(gè)腳印，經(jīng)過(guò)不斷升級(jí)、優(yōu)化、迭代推出的真正意義上的全冗余轉(zhuǎn)向產(chǎn)品。它包含了液壓轉(zhuǎn)向單元和2套獨(dú)立的電控單元，（在軟硬件上）形成了全冗余的電子電氣架構(gòu)以及網(wǎng)絡(luò)安全特征，可幫助實(shí)現(xiàn)無(wú)人化的自動(dòng)駕駛。這款產(chǎn)品目前還沒(méi)有量產(chǎn)，預(yù)計(jì)在2023年第4季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)服務(wù)首個(gè)客戶項(xiàng)目。

從第3代電液產(chǎn)品到4代全冗余電液產(chǎn)品，又是一次重大變革，其自動(dòng)化程度得到了進(jìn)一步提升。它的變革是從第3代的公共道路SAE L2級(jí)輔助駕駛廈限定區(qū)域自動(dòng)駕駛，發(fā)展到了更高級(jí)別的全車(chē)速、全時(shí)段、全場(chǎng)景的L4或L5級(jí)自動(dòng)駕駛。

不論是L4或L5級(jí)，不管人在不在，車(chē)輛要真正做到無(wú)人自動(dòng)駕駛，其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)全冗余設(shè)計(jì)，具備全冗余功能，這是保障自動(dòng)駕駛車(chē)輛安全行駛的條件。所謂“全冗余”指的是備份的意思，當(dāng)其中一套（電控單元）萬(wàn)一失效的情況下，另一套能夠接管并執(zhí)行所需的功能，且過(guò)渡平滑，以保證車(chē)輛行駛到安全的地方。此外，該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也可以支持線控轉(zhuǎn)向。

第4代電液產(chǎn)品Servotwin Gen4 2的2套電控單元分別擁有各自的電源、通信和ECU等部件。2套控制單元可以按需串聯(lián)或并聯(lián)布置。平時(shí)工作時(shí)，2套控制單元同時(shí)工作，各輸出50%。

3.關(guān)于博世商用車(chē)純電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

問(wèn)：據(jù)悉，這次展套博世還帶來(lái)了商用車(chē)用純電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)產(chǎn)品，共有2款，一款是ServoE LCV，供輕型車(chē)（輕卡）使用；一款是SetvoE HCV，供重型車(chē)（重卡）使用，但都來(lái)在博世展臺(tái)上公開(kāi)展示，只是小范圍展示。請(qǐng)您介紹一下這2款商用車(chē)純電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)背景、主要特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景以及生產(chǎn)應(yīng)用情況？

答：博世最新開(kāi)發(fā)的商用車(chē)純電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，又是一次商用車(chē)行業(yè)重大技術(shù)變革，它曾在2022年德國(guó)漢諾威商用車(chē)展上展示過(guò)，是全球商用車(chē)領(lǐng)域的首發(fā)產(chǎn)品。

這款轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了純電動(dòng)力，相比電液助力系統(tǒng)，取消了液壓系統(tǒng)，但仍沿用博世Servotwin電液轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的控制策略及電控單元，可賦能SAE-L4級(jí)，主機(jī)廠的HAD開(kāi)發(fā)也能最大程度上得到復(fù)用。

商用車(chē)轉(zhuǎn)向電動(dòng)化之所以落后于乘用車(chē)，關(guān)鍵在承載能力上。乘用車(chē)在20世界90年代就開(kāi)始了電動(dòng)化的步伐，而重型商用車(chē)對(duì)輸出力矩的要求更高，“三電”技術(shù)及關(guān)鍵機(jī)構(gòu)承載能力是其電動(dòng)化的主要障礙。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是直接靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩高，對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)承載能力的要求，比電液助力更高，這也是大家一直研究的課題。博世作為商用車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的領(lǐng)先者，在2017-2019年實(shí)現(xiàn)了重大技術(shù)突破，其關(guān)鍵零部件的承載力和可靠性均得到了充分驗(yàn)證，重卡用ServoE計(jì)劃2026年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，輕卡用ServoE已完成設(shè)計(jì)驗(yàn)證，可快速落地。

總之，純電助力產(chǎn)品給商用車(chē)行業(yè)帶來(lái)的好處，首先是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。電液轉(zhuǎn)向系統(tǒng)包含油罐、管路、電動(dòng)泵、轉(zhuǎn)向器等，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且安裝比較繁瑣；純電轉(zhuǎn)向系統(tǒng)集成為轉(zhuǎn)向機(jī)一個(gè)部件，做到了“即插即用”。制造過(guò)程變得簡(jiǎn)單了。而且，從整個(gè)系統(tǒng)的制造成本也會(huì)降低。

除了“即插即用”，純電轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還有“按需功能”的特點(diǎn)，這一功能對(duì)提高整車(chē)節(jié)能效率有很大幫助。液壓或者電液轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，即使在車(chē)輛不轉(zhuǎn)彎的情況下，液壓系統(tǒng)也處于工作狀態(tài)，消耗能量，而純電助力產(chǎn)品，只有在車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)才被觸發(fā)，由此大幅節(jié)省了能源消耗，節(jié)能率可達(dá)90％。所以，這款純電產(chǎn)品對(duì)環(huán)境友好，對(duì)實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)有很大貢獻(xiàn)。

此外，電動(dòng)助力相比液壓助力或電液助力，其失效率也會(huì)明顯降低。因?yàn)橐簤褐υ谑褂弥袝?huì)產(chǎn)生熱量，熱量會(huì)對(duì)密封系統(tǒng)產(chǎn)生影響，有可能導(dǎo)致漏油，而純電動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不存在“漏油”，因此可大幅較低失效率。

4.關(guān)于博世轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研發(fā)“持續(xù)創(chuàng)新變革”的力量

問(wèn)：博世不僅在技術(shù)上而且在市場(chǎng)上一直是全球商用車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)行業(yè)的領(lǐng)先者。博世在技術(shù)上不斷創(chuàng)新和自我變革的力量來(lái)自哪里？

答：“科技成就生活之美”是博世的發(fā)展理念。從很大程度上來(lái)講，博世能夠看到全球商用車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的需求趨勢(shì)，并為之不斷挖掘，尋找可以改進(jìn)的地方并付諸行動(dòng)，通過(guò)產(chǎn)品的創(chuàng)新和迭代，希望明天的產(chǎn)品比今天變得更好，能夠不斷解決行業(yè)的一些痛點(diǎn)，包括產(chǎn)業(yè)界、運(yùn)輸業(yè)和車(chē)主，能夠推動(dòng)運(yùn)輸行業(yè)實(shí)現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能等重大目標(biāo)。

現(xiàn)在我們登上一輛卡車(chē)能夠看到，駕駛員的工作與生活場(chǎng)景是非常艱辛的，駕駛室里的味道很濃，舒適性也不大好。雖然有很多公司老板買(mǎi)車(chē)不開(kāi)車(chē)，但他追求的最主要的是安全、可靠，故障率低。而我們提高自動(dòng)化程度，還希望提高舒適性，降低車(chē)輛生命周期的總擁有成本。

為了幫助對(duì)博世轉(zhuǎn)向產(chǎn)品研發(fā)思路的理解，在此簡(jiǎn)單總結(jié)一下博世商用車(chē)轉(zhuǎn)向技術(shù)的主要發(fā)展路徑。從液壓助力到第1代電液助力，主要解決了“應(yīng)急轉(zhuǎn)向”問(wèn)題并提升了舒適性；從第1代電液助力發(fā)展到第3代電液助力，主要是滿足了輔助駕駛以及（封閉場(chǎng)景下）初級(jí)自動(dòng)駕駛需要，從第3代電液助力到第4代全冗余電液助力，通過(guò)自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，解決了更多場(chǎng)景下自動(dòng)駕駛的安全問(wèn)題，包括功能安全、網(wǎng)絡(luò)安全等各個(gè)層面都得到了加強(qiáng)：而從電液產(chǎn)品（以及之前的產(chǎn)品）再發(fā)展到純電產(chǎn)品，帶來(lái)的主要好處是結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化和緊湊，制造和裝配過(guò)程大為簡(jiǎn)化，大幅提升了節(jié)能效率，實(shí)現(xiàn)了完備的功能安全與網(wǎng)絡(luò)安全，助力網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展。

可以說(shuō)，在商用車(chē)領(lǐng)域，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)從最初的純機(jī)械式到液壓助力，再到電液混合助力，然后是純電動(dòng)助力，這個(gè)路徑已經(jīng)很明確了。但從目前來(lái)說(shuō)，就像前面說(shuō)過(guò)的，電動(dòng)助力產(chǎn)品在行業(yè)內(nèi)還面臨一些技術(shù)壁壘，在完全突破之前，還有一段路要走，但為期不遠(yuǎn)。

目前在重卡領(lǐng)域，其轉(zhuǎn)向系統(tǒng)還是以液壓轉(zhuǎn)向?yàn)橹鳎延胁糠种悄苤乜ㄑb備了電液助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在未來(lái)一定時(shí)期，商用車(chē)領(lǐng)域，會(huì)出現(xiàn)液壓、電液、純電3種助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)并行的局面，其中電動(dòng)助力產(chǎn)品的比例會(huì)持續(xù)上升，液壓廈電液助力產(chǎn)品會(huì)漸漸下降，最終過(guò)渡到純電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

（責(zé)任編輯：肖獻(xiàn)法）