電控轉向技術的案例
電控轉向技術解析
近幾年來，在車型參配上你會發現某一款車會特別說明采用的是什么轉向系統。不管是機械助力或者是電子助力式的轉向系統始終還是有傳統的機械式連接。如果告訴你，現在有一種轉向系統已經省略了傳統機械式連接，改用電信號來控制汽車的行駛方向，你是否感興趣呢?下面，我就要為大家介紹這種新的轉向系統——電控轉向系統，與大家一起來看看電控轉向系統有什么玄機?
● 什么是電控轉向
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電控轉向是線控技術在汽車產品上的一種應用，是以電子信號為載體利用電線將指令傳遞到執行機構，從而避免結構繁雜的機械傳動、減重、提升效率以及實現更多智能控制功能等多重目的。
其實線控技術近幾年在商用車上已經有所應用，比如商用車上的電子剎車總泵、電控氣壓換擋系統等。然而運用在轉向系統之上這還是第一次。
所謂電控轉向系統，就是在轉向系統和方向盤之間取消傳統機械連接，車輪的轉向角度和速度均依靠電腦根據行駛路況和駕駛者轉動方向盤的意圖綜合計算，并由電腦控制轉向機實現控制目的。這就好比駕駛員手里的方向盤是一個遙控器，或者賽車游戲中的模擬方向盤，而真正執行轉向命令的是車上的電腦。
● 電控轉向最早出現在哪?
其實，奔馳從1990年投入對線控技術的研究。在汽車領域，第一款實現應用線控技術的汽車是奔馳在1996年發布的F200概念車。
F200概念車在當時采取的控制策略是：駕駛員通過操作安裝在車門內側和中央控制臺處的側面操縱桿來控制車身的所有運動。左右移動操縱桿使汽車轉向，而將操縱桿向后拉將產生制動，向前推將使汽車加速。這種操作方式與工程挖掘機的操作方式非常相似，只不過F200概念車不能橫著走而已。
由于奔馳F200概念車上采用了線控技術，那么方向盤、轉向柱、踏板、制動油管等設備就被取消了。
展開 全面了解電動汽車的大腦—“電控”技術
全面了解電動汽車的大腦—“電控”技術
純電動汽車電控系統關鍵技術研究
純電動汽車電控系統關鍵技術研究
整車電控系統及架構設計技術
我們研究域控制設計方法，目的是打造全新的整車電控系統和架構，并為域控制器上實現SOA設計思想提供一個開發性的軟硬件平臺。當然，這也是技術發展和經濟效益結合的產物。
未來整車電控系統的發展方向會類似于通用功能的合并取消，很多通用功能也會由于汽車智能化的發展而被取消，但是更多人工智能的功能會被設計出來以提升用戶體驗，從而提升整車價值。整車電控系統及架構則需要為實現這些功能提供完善的硬件和軟件平臺。
當前系統架構軟件和硬件標準平臺還不成熟，對我國來說正好是個機會，可以依托強大國內市場，快速研究相關軟件和硬件技術，并引入到國際標準內，占領技術制高點。
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整車電控系統及架構設計技術
我們研究域控制設計方法，目的是打造全新的整車電控系統和架構，并為域控制器上實現SOA設計思想提供一個開發性的軟硬件平臺。當然，這也是技術發展和經濟效益結合的產物。
未來整車電控系統的發展方向會類似于通用功能的合并取消，很多通用功能也會由于汽車智能化的發展而被取消，但是更多人工智能的功能會被設計出來以提升用戶體驗，從而提升整車價值。整車電控系統及架構則需要為實現這些功能提供完善的硬件和軟件平臺。
當前系統架構軟件和硬件標準平臺還不成熟，對我國來說正好是個機會，可以依托強大國內市場，快速研究相關軟件和硬件技術，并引入到國際標準內，占領技術制高點。
展開 新能源汽車電控系統及散熱技術簡述（下）
作為電動汽車及充電樁等設備的核心技術部件。IGBT模塊占電動汽車成本將近10%，占充電樁成本約20%，并且其工作的熱穩定性成為評價電驅系統性能高低的關鍵。
IGBT主要應用于電動汽車領域中以下幾個方面：
1、電動控制系統大功率直流/交流(DC/AC)逆變后驅動汽車電機；
2、車載空調控制系統小功率直流/交流(DC/AC)逆變，使用電流較小的IGBT和FRD；
3、充電樁智能充電樁中IGBT模塊被作為開關元件使用；
圖4 IGBT模塊結構簡圖及新能源汽車半導體相關產品應用
二、電控系統先進水冷散熱技術介紹
為解決目前電控系統的散熱需求，現已有多種先進液冷散熱技術。
展開 全面了解電動汽車“電控”技術
全面了解電動汽車“電控”技術
新能源汽車電控系統及散熱技術簡述（上）
圖3 2021-2025年新能源汽車銷量預測
二、新能源汽車電控系統
電控系統作為新能源汽車整臺車的總控制臺，高效、穩定以及提高車輛綜合性能，在新能源汽車中承擔的重要責任。相比于傳統燃油車，汽車在轉向電氣化后增加了電池組、驅動電機、變速箱（減速器）、動能回收系統等等，而如果再加上自動駕駛和增程式系統的話，電控系統所要承擔的責任就更多了，所以在傳統燃油車上使用的“單一電子控制器”目前也變成了“車輛中央電子控制器”，從名稱上也能夠看出電控對于新能源汽車的重要意義。如果說電機和電池技術決定了一臺電動車的硬件價值，那電控則直接決定了車輛的軟件處理能力，并且也將幫助電機和電池發揮出最大的硬件潛能。
展開 新能源汽車電控系統及散熱技術簡述（上）
圖3 2021-2025年新能源汽車銷量預測
二、新能源汽車電控系統
電控系統作為新能源汽車整臺車的總控制臺，高效、穩定以及提高車輛綜合性能，在新能源汽車中承擔的重要責任。相比于傳統燃油車，汽車在轉向電氣化后增加了電池組、驅動電機、變速箱（減速器）、動能回收系統等等，而如果再加上自動駕駛和增程式系統的話，電控系統所要承擔的責任就更多了，所以在傳統燃油車上使用的“單一電子控制器”目前也變成了“車輛中央電子控制器”，從名稱上也能夠看出電控對于新能源汽車的重要意義。如果說電機和電池技術決定了一臺電動車的硬件價值，那電控則直接決定了車輛的軟件處理能力，并且也將幫助電機和電池發揮出最大的硬件潛能。
展開 新能源汽車電控系統及散熱技術簡述（下）
作為電動汽車及充電樁等設備的核心技術部件。IGBT模塊占電動汽車成本將近10%，占充電樁成本約20%，并且其工作的熱穩定性成為評價電驅系統性能高低的關鍵。
IGBT主要應用于電動汽車領域中以下幾個方面：
1、電動控制系統大功率直流/交流(DC/AC)逆變后驅動汽車電機；
2、車載空調控制系統小功率直流/交流(DC/AC)逆變，使用電流較小的IGBT和FRD；
3、充電樁智能充電樁中IGBT模塊被作為開關元件使用；
圖4 IGBT模塊結構簡圖及新能源汽車半導體相關產品應用
二、電控系統先進水冷散熱技術介紹
為解決目前電控系統的散熱需求，現已有多種先進液冷散熱技術。
展開 新能源電動汽車電控模塊熱設計技術解析
新能源電動汽車電控模塊的熱設計解析：核心是流道設計、配合攪拌摩擦焊工藝技術，另外對其中的磁性器件進行整體灌封并在水冷板上設計凹凸結構，結合界面材料直接大面積接觸水冷板上下兩個接觸面，從而有效的減小傳導熱阻和接觸熱阻，設計導熱的方向性，使水冷板的吸熱容量達到它的極限，從而有效提高整體散熱效率。
ECU系列4：商用車發動機電控模塊的技術特點
2.3 發動機電控模塊的技術特點
2.3.1 電控系統的通用技術特點
系統的通用技術特點有：目標發動機參數、安裝方式（商用車通常為發動機安裝）、 EMC性能（如符合CISPR25 level 2, ISO 7637）、質保期（Warranty, 通常為12個月或10萬公里）、發動機性能（通常由整車廠或發動機OEM負責）、駕駛性（通常由整車廠或發動機OEM負責）。
2.3.2ECU硬件的功能
ECU將按照系統提供的器件類型和要求（傳感器，執行器，故障燈，繼電器等）提供ECU硬件的輸入輸出內容。
2.3.3ECU模塊設計的技術特點
產品密封性：通常商用車發動機ECU要求防水標準達到IP X6K/IP X9K（ISO 20653）；對接插件的要求也是達到IP X6K/IP X9K。IP X6K是高速強沖水試驗，模擬發動機電控模塊遭遇持續大雨的情況；IP X9K是高壓沖水試驗，模擬洗車環境下的ECU。
環境溫度：各個廠家對這個的定義有不同的描述。通常的，有定義在限定時間和工況時，參考點的溫度為-40°C 到 105°C。取決于運行狀況（功率消耗）等情況，最高的運轉溫度是85°C 到105°C。
存儲溫度：一般情況下，-40°C 到 65°C（防潮狀態下）。
振動性能：視具體情況而定。通常由3種情況獲得：依據供應商經驗提供振動曲線；依據OEM客戶經驗提供振動曲線；根據實際車輛在各路況采集到的振動數據擬合出振動曲線。
安裝和方向：通常情況下，除了下圖陰影區域外，沒有明確的限制；不過一般情況下，發動機或整車OEM都會選擇連接器（Connector）垂直向下的安裝方式，原因是防水的考慮。
展開 實例研究：新能源汽車電機驅動技術（轉自旺材電機與電控）
經過我們這一代人努力，實現汽車電驅動技術全覆蓋。
一文讀懂線控轉向技術
其次，線控轉向系統需要實時地模擬路面的路感，以便駕駛員的合理駕駛。
這也對計算程序的性能提出了較高的要求。當然，如果是L5級的自動駕駛，完全取消方向盤，則沒有這個問題，但是L5的實現還很遙遠。
此外，
線控轉向系統對轉向電機的功率要求高，相應的，轉向電機的成本也將增加。
線控轉向的應用現狀
由于線控轉向系統獨特的優勢，以及自動駕駛浪潮下的需求，目前線控轉向正在逐漸普及。
最早的量產線控轉向系統可以追溯到2015年，英菲尼迪Q50搭載了主動式的線控轉向系統。Q50的轉向系統在正常工作狀態下，方向盤和轉向器之間是沒有機械連接的，完全靠電信號實現控制和路感的模擬。當系統出現故障時下，通過離合器，將線控轉向系統變為一個機械轉向系統，這就是對于線控轉向系統的冗余。
圖4 英菲尼迪Q50的線控轉向系統
可惜的是，后續Q50的線控轉向版本遭遇了大規模的召回，看來線控轉向的可靠性，當時沒有達到大規模量產的要求。
目前已經有多家廠商推出了自家的線控轉向概念模型，如傳統巨頭博世等，但是能夠支持高級別自動駕駛功能的完全線控轉向產品還沒有量產案例。
值得關注的是，除了博世、大陸等傳統Tier 1外，國內自主品牌也開始占據線控轉向的份額。2021年，集度、蔚來、吉利成為線控轉向技術發展和標準化研究的聯合牽頭單位，將牽頭線控轉向相關國家標準的制定；長城汽車也發布了其支持L4級別自動駕駛的線控轉向技術，號稱2023年將實現量產。
雖然還存在技術難點，但從目前的技術迭代速度和行業趨勢來看，我們相信，完全的線控轉向量產落地已經不太遠了。
展開 一文讀懂線控轉向技術
其次，線控轉向系統需要實時地模擬路面的路感，以便駕駛員的合理駕駛。
這也對計算程序的性能提出了較高的要求。當然，如果是L5級的自動駕駛，完全取消方向盤，則沒有這個問題，但是L5的實現還很遙遠。
此外，
線控轉向系統對轉向電機的功率要求高，相應的，轉向電機的成本也將增加。
線控轉向的應用現狀
由于線控轉向系統獨特的優勢，以及自動駕駛浪潮下的需求，目前線控轉向正在逐漸普及。
最早的量產線控轉向系統可以追溯到2015年，英菲尼迪Q50搭載了主動式的線控轉向系統。Q50的轉向系統在正常工作狀態下，方向盤和轉向器之間是沒有機械連接的，完全靠電信號實現控制和路感的模擬。當系統出現故障時下，通過離合器，將線控轉向系統變為一個機械轉向系統，這就是對于線控轉向系統的冗余。
圖4 英菲尼迪Q50的線控轉向系統
可惜的是，后續Q50的線控轉向版本遭遇了大規模的召回，看來線控轉向的可靠性，當時沒有達到大規模量產的要求。
目前已經有多家廠商推出了自家的線控轉向概念模型，如傳統巨頭博世等，但是能夠支持高級別自動駕駛功能的完全線控轉向產品還沒有量產案例。
值得關注的是，除了博世、大陸等傳統Tier 1外，國內自主品牌也開始占據線控轉向的份額。2021年，集度、蔚來、吉利成為線控轉向技術發展和標準化研究的聯合牽頭單位，將牽頭線控轉向相關國家標準的制定；長城汽車也發布了其支持L4級別自動駕駛的線控轉向技術，號稱2023年將實現量產。
雖然還存在技術難點，但從目前的技術迭代速度和行業趨勢來看，我們相信，完全的線控轉向量產落地已經不太遠了。
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