安全舒适节能！博世展示第3代电液、第4.2代全冗余电液及商用车纯电动助力转向

2023年上海车展上，博世再次展现了引领全球商用车转向系统持续创新和变革的巨大力量，不仅展示了满足当下的第3代电液混合助力转向系统——Servotwin Gen3和第4代全冗余电液混合助力转向系统——Servotwin Gen4.2，还展示了将为商用车行业带来重大历史性变革的商用车纯电动助力转向系统。

博世在商用车转向技术领域，一步一个脚印地持续创新迭代，不仅较好地满足了当下市场需求，还积极顺应未来趋势和引导行业发展。

那么，这些展品的开发背景、主要特点、应用场景以及生产应用情况又分别如何呢？展会期间《商用汽车》杂志记者特别邀请到博世商用车转向系统销售与客户技术中国区负责人董文峰作了简单介绍和系统回顾。  

▲博世商用车转向系统销售与客户技术中国区负责人董文峰在2023上海车展博世展台上

 1.关于Servotwin® Gen3电液混合助力转向系统

问：董总您好。首先请您介绍一下这款第3代电液混合助力转向系统产品（Servotwin® Gen3）的有关情况，包括其开发背景、结构特点、应用场景以及生产应用情况？

▲左为2019年开始量产的博世Servotwin Gen3电液混合助力转向系统，右为最新开发的博世Servotwin Gen4.2全冗余电液混合助力转向系统

答：好的。这款产品是博世商用车电液混合助力转向系统Servotwin的第3代产品，主要是为重型商用车开发的，它可以实现诸如随速助力、主动回正等功能，满足多种场景的辅助驾驶。要说它的开发背景，首先要从它的第一代Servotwin电液助力转向产品说起。

博世Servotwin电液助力转向技术的研发始于2000年，其开发的初衷是在液压助力转向系统的液压失效的情况下，通过电控单元的扭矩叠加，轻松满足欧标ECE R79对应急转向的要求。也即：在转向液压失效的情况下，也能控制住车辆转向，不出现安全问题。第一代Servotwin电液助力转向系统就是在上述背景下开发的，并于2013年首先在欧洲的戴姆勒卡车上实现量产。而且，在满足应急法规需求的基础上，戴姆勒卡车的转向舒适性也得到了极大提升。商用车转向系统从传统的液压助力发展到电液助力之后，基本上具有了与乘用车（早已普遍采用电动助力转向）类似的操纵舒适性。

2019年，又推出了可满足SAE-L2级辅助驾驶以及局部（初级）自动驾驶的第3代电液产品——Servotwin Gen3电液混合助力转向系统（也就是展台上的这款产品），并在北美、欧洲和中国几乎同步量产。其核心目的是通过自动化能力的进一步提升，大幅提升转向舒适性，降低驾驶员的驾驶疲劳。

具体来讲，第3代电液产品首先可以帮助车辆实现SAE-L2级别的公共道路上的辅助驾驶。比如在高速公路上，车道保持、车道居中、车道纠偏等一系列功能都可以实现；在高速公路上行驶时，它可以让驾驶员的精神不那么紧张；当遇到问题时，上面的控制系统会进行预警，驾驶员即时接管就可以了；同时它还附加了主动回正、随速助力等一些舒适性的功能；此外，Servotwin第3代产品还具备各种补偿功能，比如当车辆遇到侧风可能发生颠簸时，可以施加一些力矩让车辆保持平衡，实现“侧风补偿”。总之，它的目的是让车辆驾驶变得更加安全、更加舒适。

其次，在某些封闭区域，即环境比较单一的场所，像矿坑、港口、城市封闭道路，第3代电液产品还可以帮助实现无人驾驶。要实现无人驾驶，首先产品的可靠性要很高，然后配合塔台或者监控等措施，把车辆驾驶员撤下来，实现24 小时运营。长时间或者在比较恶劣的环境中驾驶，驾驶员是难以承受的，而实现自动驾驶就会解决很多问题。这是第3代产品体现出的商业用途。

总之，第3代电液产品最典型的用途可分为2大方面，一是高速公路上的辅助驾驶；二是在限定区域内的无人化驾驶。

第3代Servotwin电液助力产品实现量产后，包括戴姆勒、斯堪尼亚、曼等欧洲企业，以及国内头部重型商用车企业都在使用，广受好评。

2.关于博世Servotwin Gen4.2全冗余电液混合助力转向系统

问：这次展示的博世Servotwin Gen4.2全冗余电液混合助力转向系统，作为博世电液助力转向系统的第4代产品，其开发背景、主要特点、应用场景以及生产应用情况，又是如何呢？

▲博世Servotwin Gen4.2全冗余电液助力转向系统的2个电控单元可以按需串联布置（如上图）或并联布置

答：这次展示的博世Servotwin Gen4.2全冗余电液混合助力转向系统，主要是为重型商用车开发的，是博世自开始研发电液助力产品20多年来，一步一个脚印，经过不断升级、优化、迭代推出的真正意义上的全冗余转向产品。它包含了液压转向单元和2套独立的电控单元，（在软硬件上）形成了全冗余的电子电气架构以及网络安全特征，可帮助实现无人化的自动驾驶。这款产品目前还没有量产，预计在2023年第4季度实现量产服务首个客户项目。

从第3代电液产品到4.2代全冗余电液产品（4代表第4代，2代表冗余），又是一次重大变革，其自动化程度得到了进一步提升。它的变革是从第3代的公共道路SAE L2级辅助驾驶及限定区域自动驾驶，发展到了更高级别的全车速、全时段、全场景的L4或L5级自动驾驶。

不论是L4或L5级，不管人在不在，车辆要真正做到无人自动驾驶，其转向系统必须实现全冗余设计，具备全冗余功能，这是保障自动驾驶车辆安全行驶的条件。所谓“全冗余”指的是备份的意思，当其中一套（电控单元）万一失效的情况下，另一套能够接管并执行所需的功能，且过渡平滑，以保证车辆行驶到安全的地方。此外，该转向系统也可以支持线控转向。

第4.2代电液产品的2套电控单元分别拥有各自的电源、通信和ECU等部件。2套控制单元可以按需串联或并联布置。平时工作时，2套控制单元同时工作，各输出50%。

3.关于博世商用车纯电动助力转向系统

问：据悉，这次展会博世还带来了商用车用纯电动助力转向系统产品，共有2款，一款是ServoE LCV，供轻型车（轻卡）使用；一款是ServoE HCV，供重型车（重卡）使用，但都未在博世展台上公开展示，只是小范围展示。请您介绍一下这2款商用车纯电动助力转向系统的开发背景、主要特点、应用场景以及生产应用情况？

▲博世最新开发的商用车用纯电动助力转向系统产品在2023上海车展上仅小范围展示(上图为轻型车用servoE LCV，下图为重型车用servoE HCV)

答：博世最新开发的商用车纯电动助力转向系统，又是一次商用车行业重大技术变革。它曾在2022年德国汉诺威商用车展上展示过，是全球商用车领域的首发产品。

这款转向系统的最大特点是实现了纯电动力：相比电液助力系统，取消了液压系统，但仍沿用博世Servotwin电液转向系统的控制策略及电控单元，可赋能SAE-L4级，主机厂的HAD开发也能最大程度上得到复用。

商用车转向电动化之所以落后于乘用车，关键在承载能力上。乘用车在20世界90年代就开始了电动化的步伐；而重型商用车对输出力矩的要求更高，“三电”技术及关键机构承载能力是其电动化的主要障碍。

电动助力转向系统是直接靠电机驱动，电机输出转矩高，对传动机构承载能力的要求比电液助力更高，这也是大家一直研究的课题。博世作为商用车转向系统的领先者，在2017-2019年实现了重大技术突破，其关键零部件的承载力和可靠性均得到了充分验证，重卡用ServoE计划2026年实现量产，轻卡用ServoE已完成设计验证，可快速落地。

总之，纯电助力产品给商用车行业带来的好处，首先是结构简单。电液转向系统包含油罐、管路、电动泵、转向器等，不仅结构复杂，而且安装比较繁琐；纯电转向系统集成为转向机一个部件，做到了“即插即用”。制造过程变得简单了。而且，整个系统的制造成本也会降低。

除了“即插即用”，纯电转向系统还有“按需功能”的特点，这一功能对提高整车节能效率有很大帮助。液压或者电液转向系统，即使在车辆不转弯的情况下，液压系统也处于工作状态，消耗能量；而纯电助力产品，只有在车辆转弯时才被触发，由此大幅节省了能源消耗，节能率可达90%。所以，这款纯电产品对环境友好，对实现“碳中和”目标有很大贡献。

此外，电动助力相比液压助力或电液助力，其失效率也会明显降低。因为液压助力在使用中会产生热量，热量会对密封系统产生影响，有可能导致漏油；而纯电动力转向系统不存在“漏油”，因此可大幅较低失效率。

4.关于博世转向系统研发“持续创新变革”的力量

问：博世不仅在技术上而且在市场上一直是全球商用车转向系统行业的领先者。博世在技术上不断创新和自我变革的力量来自哪里？

答：“科技成就生活之美”是博世的发展理念。从很大程度上来讲，博世能够看到全球商用车转向系统的需求趋势，并为之不断挖掘，寻找可以改进的地方并付诸行动。通过产品的创新和迭代，希望明天的产品比今天变得更好，能够不断解决行业的一些痛点，包括产业界、运输业和车主，能够推动运输行业实现安全、舒适、节能等重大目标。

现在我们登上一辆卡车能够看到，驾驶员的工作与生活场景是非常艰辛的，驾驶室里的味道很浓，舒适性也不大好。虽然有很多公司老板买车不开车，但他追求的最主要的是安全、可靠，故障率低。而我们提高自动化程度，还希望提高舒适性，降低车辆生命周期的总拥有成本。

为了帮助对博世转向产品研发思路的理解，在此简单总结一下博世商用车转向技术的主要发展路径：从液压助力到第1代电液助力，主要解决了“应急转向”问题并提升了舒适性；从第1代电液助力发展到第3代电液助力，主要是满足了辅助驾驶以及（封闭场景下）初级自动驾驶需要；从第3代电液助力到第4代全冗余电液助力，通过自动化程度进一步提高，解决了更多场景下自动驾驶的安全问题，包括功能安全、网络安全等各个层面都得到了加强；而从电液产品（以及之前的产品）再发展到纯电产品，带来的主要好处是结构更加简化和紧凑，制造和装配过程大为简化，大幅提升了节能效率，实现了完备的功能安全与网络安全，助力网联化发展。

可以说，在商用车领域，转向系统从最初的纯机械式到液压助力，再到电液混合助力，然后是纯电动助力，这个路径已经很明确了。但从目前来说，就像前面说过的，电动助力产品在行业内还面临一些技术壁垒，在完全突破之前，还有一段路要走，但为期不远。

目前在重卡领域，其转向系统还是以液压转向为主，已有部分智能重卡装备了电液助力转向系统。在未来一定时期，商用车领域，会出现液压、电液、纯电3种助力转向系统并行的局面，其中电动助力产品的比例会持续上升，液压及电液助力产品会渐渐下降，最终过渡到纯电助力转向系统。

来源：商用汽车杂志/ 作者：肖献法