智能转向关键组件研究：智能转向发展的四个趋势

佐思汽研发布 《2023年智能转向系统关键组件研究报告》 。

(资料图片)

汽车底盘由传动系统、转向系统、行驶系统、制动系统四大系统组成，包括驱动、换挡、 制动、悬架、转向五大部分。其中，转向系统经历了从机械转向到液压助力转向再到电动助力转向的发展过程。如今，随着智能驾驶技术的进步，作为智能底盘中重要一项的智能转向，即电动助力转向正快速普及，在电动助力转向基础上发展而来的线控转向也正逐步得到应用。

电动助力转向系统在传统机械转向系统的基础上，增加了传感器装置、电子控制装置和转向助力机构等，通过控制电动机产生助力进而实现转向，彻底摆脱了油液加压助力方式。其主要零部件包括扭矩传感器、电机、电控单元（ECU）等，其中：

扭矩传感器用来测量驾驶员作用在方向盘上力矩的大小和方向，并将其转换为电信号传递给ECU。 电机将蓄电池或发电机提供的电能转换为机械能，输出适宜的转矩给机械转向机构，与转向机一起向转向轮提供转向扭矩。 ECU根据车速传感器和转矩传感器的信号，决定电动机的旋转方向和助力电流的大小，从而实现在车速不同时电机能够提供不同的助力效果。

智能转向系统结构

来源：知乎ZZ先生

趋势1：线控转向将逐步替代电动助力转向

线控转向系统（SBW）与电动助力转向系统（EPS）的主要区别在于SBW取消了方向盘与车轮之间的机械连接，用传感器获得方向盘的转角数据，然后ECU将其折算为具体的驱动力数据，用电机推动转向机转动车轮。而EPS则是通过电机来辅助驾驶员的转向操作。

SBW相较EPS的优势在于响应灵敏度更好、智驾功能拓展性更高等方面。SBW不仅具有传统机械转向系统的所有优点，更可以实现机械系统难以做到的，角传递特性的优化。基于这些优势，线控转向系统已成为汽车工业的一个发展趋势。

趋势2：有刷电机将逐渐转向无刷电机

相比有刷电机，无刷电机去除了电刷，最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花，这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。其次，无刷电机没有了电刷，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，噪音显著降低，运行稳定性也更高。再次，少了电刷，无刷电机的磨损主要是在轴承上了。从机械角度看，无刷电机几乎是一种免维护的电动机了，必要时，只需做一些除尘维护即可。因此，长远来看，无刷电机将逐渐取代有刷电机。

有刷电机与无刷电机对比表

来源：佐思汽研《2023年智能转向系统关键组件研究报告》

趋势3：传感器由滑动变阻式向非接触式过渡

滑动变阻式传感器是一种比较传统的传感器类型，虽然这种传感器的技术非常成熟，但存在由于滑动接触面的磨损及老化，导致传感器性能不稳定和寿命短的问题。相比之下，非接触式传感器则有着以下优势：

不易受磨损和老化影响，使用寿命长； 具有更高的精度和稳定性； 可在恶劣环境下使用，如高温、高压等环境； 体积小、重量轻、易于安装和维护。

因此，在未来的传感器市场中，非接触式传感器有望取代滑动变阻式传感器，成为主流的传感器技术。

滑动传感器与非接触式传感器对比

来源：佐思汽研《2023年智能转向系统关键组件研究报告》

趋势4：8位/16位MCU正逐渐被32位MCU替代

在汽车MCU市场，主要有8位、16位、32位产品。8位MCU主要用于比较基础的控制功能，如座椅、空调、风扇、车窗、门控模块等控制；16位MCU主要用于下车身，如引擎、电子刹车、悬挂系统等动力和传动系统。32位MCU为汽车智能化定制，主要用于包括汽车动力系统、智能座舱、车身控制。

此外，转向系统控制单元基本被国外企业垄断，主要生产商有JTEKT、NSK Ltd、ZF TRW、耐世特汽车和Sono Koyo Steering等，同时这些企业正通过建立合资企业、合作伙伴关系进一步抢占市场份额。例如，爱信、爱德克斯、捷太格特、电装四家企业就将各自具有优势的传感器、转向器、刹车等硬件与集成ECU相结合，建立了集成ECU软件的开发公司。

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