国产芯片、线控转向，博世华域转向技术新方向

2023年10月16日，博世华域在武汉工厂举办主题为“智驾转向，“合”携未来“的技术周活动。活动期间，博世华域全方位展示了其汽车转向产品，重点介绍了国产化芯片和线控转向技术的进展。

博世华域成立于1994年，由上汽集团旗下华域汽车与博世共同合资组建。目前拥有上海、烟台、武汉和南京4座生产基地。根据华域汽车年度报告显示，2022年博世华域全年销售667万套电动转向系统（EPS），同比增长11.17%。

图源：华域汽车2022年年度报告

方位的产品类型覆盖

汽车电动转向产品中，最基本的要求需要满足转向过程中所需转向力的大小要求，对应的考量参数便是齿条力性能。由于车辆类型的不同如驾驶取向、车重等，相应的的齿条力性能也也就不同。同时为了保证硬件机械结构能够匹配相应的齿条力性能要求，相应的转向机构也需要对应改变。

根据助力电机安装的位置和机械结构进行分类，常见的电动转向产品类型主要包括管柱式（EPSc）、单小齿轮式（EPSp）、双齿轮式（EPSdp）以及平行轴式（EPSapa）。其中管柱式对应的齿条力性能为9kN以下，单小齿轮对应值为11.5kN，双小齿轮对应值为12kN，更高的齿条力性能要求则需采用平行轴式。

不同齿条力要求对应电动转向产品分类，来源：博世华域，整理：NE时代

除齿条力性能指标外，电动助力转向的功能安全要求也在不断提升。目前博世华域产品中，B3产品达到ASIL-B标准，C3和C6产品达到ASIL-C标准，D6达到最高功能安全等级ASIL-D标准。其中D6可满足L3级别及以上自动驾驶对转向系统的功能安全要求。

现场工程师告诉NE时代，对于ASIL-D的产品要求，除了需要采用冗余备份的方案外，还需要考虑整个产品的体积以及对应的成本。为此，博世华域采用了双控制器+6相电机的方案。在实际工作时，双控制器各输出电机所需的50%的性能要求。即使单个控制器出现失效时，另外控制器也可保证50%的性能输出，满足转向助力要求。在此过程中无需电机冷启动，缩短电机相应时间。更关键该方案整体空间要求与现有方案差异较小，无需更多的空间预留。

深化本土化研发能力，2024年量产全国产芯片电动转向方案

博世华域展示其研发战略的三大支柱，即双轨平台战略实施、供应链深度本土化以及本土研发持续投入。

在双轨平台中，博世华域推出了全本土化自住研发的“合”平台系列产品，主要包括CSEC和CSER。“合”来源于中文的合作以及德语的“HE”翻译成英语就是High Effcinency,寓意高效产品。该平台产品主要面向国内自主品牌整车客户。在提及“合”平台开发的初衷时，博世华域告诉NE时代，随着中国汽车市场的发展，尤其是新能源汽车持续增长，自主品牌对转向系统提出了新的要求，比如NVH方面。为应对这种变化，博世华域针对自主品牌客户需求特征结合自身技术积累，实现了“合”平台的自主研发并顺利批产。

目前“合”平台产品已经实现大规模搭载，如理想L9、奇瑞瑶光、比亚迪海豹等。

图源：博世华域

得益于“合”平台系列产品的顺利批产，国产芯片也开始逐步引入。博世华域透露，未来的目标是芯片全部实现国产化。具体进度来看，目前包括MOS、CAN、TAS芯片已经在今年完成批产。满足ASIL-D功能安全等级要求的国产芯片产片将在明年完成批产。届时包括MCU、TAS、RPS、SBC和GDU在内的所有芯片都将完成国产化批产。

国产芯片与进口芯片对比，图源：博世华域

博世华域现场透露，国产芯片在结构上虽然是pin to pin的替代关系，但在实际应用中，在驱动算法和测试方面都需要严格按照V流程重新开发验证。尤其是最为关键的MCU，驱动、应用环境、Autosar都需要共同开发”

为此博世华域投资数千万元在2022年10月启用了业内首家集成电路测试中心，满足从功能ATE测试，到可靠性、耐久性等所有的测试要求。目前武汉工厂已经具备包括芯片可靠性验证、ECU总成测试、整车道路测试和系统级台架测试在内全流程芯片测试验证能力。同时博世华域还主导了汽车行业标准《汽车底盘ECU标准》的制定。

2025年量产线控转向

线控转向技术是一种新型的电动转向系统，与现有的电动转向系统相比，线控转向技术采用了传感器、电机及控制器取代了转向管柱、轴及齿轮等机械部件，进而实现了方向盘和车轮之间的机械解耦。对应的线控转向可分为上转向和下转向。

因为没有了机械连接，上转向的布置就不再受空间限，系统的兼容性就更强。如针对不同地区法规的要求，可以更方便的适配右舵车和左舵车。此外，配合整车智能化功能升级，一是结合上转向长行程的调整技术，驾驶员方向盘位置调整幅度更大，甚至可以实现方向盘的隐藏，最大化释放车内空间。二是在使用自动泊车功能时，方向盘可以保持不动，降低方向盘转动对驾驶员的影响。三是在通过起伏路面时，可以隔绝路面对方向盘的频繁震动，提升驾驶体验。另外，用户可以自由定制转相比或者转向手感，满足不同的转向手感需求。

视频来源：博世华域

线控转向技术更大的应用场景还是在于高阶自动驾驶中。

因为机械解耦的关系，线控转向在开发之初便采用冗余备份的方案以支持ASIL-D功能安全要求，所以在功能安全层面天然可满足高阶自动驾驶的要求。另外，线控转向为了与现有助力转向的手感保持一致，系统响应速度也更快。所以，线控转向技术被认为是高阶自动驾驶技术下主流的转向方案。

在2022年1月，GB 17675-2021转向标准解除了对方向盘和车轮物理连接的强制限制，但针对线控转向量产产品的相关标准还在制定过程中，博世华域也是该标准的主要参与方之一。博世华域透露，结合法规和市场应用情况，线控转向产品预计在2025年下半年可迎来量产，2026年初走向市场。

除了法规层面，线控转向若要大规模替代现有的电动助力转向产品，还将面临成本的挑战。

分解线控转向的部件构成，虽然取消了转向管柱及对应的轴、齿轮、扭矩传感器等，但需在上转向系统中增加电机和控制器以实现模拟手感、限位的功能，因此线控转向成本自然要高于现有电动助力转向产品。

博世华域升级现有平台产品，通过模块还开发的方式在满足线控转向要求的前提下，从而达到降低产品成本的目的。目前，其D6产品下转向器已经满足ASIL-D的功能安全要求，因此在线控转向可直接基于该方案进行开发。在上转向器产品中，电机和控制器继续沿用现有方案，采用双控制器+电机的方案满足冗余备份的要求。而在整个线控转向的功能安全要求层面，除上转向器与下转向器直接通讯外，两者均与整车控制器单独通讯，除快速响应自动驾驶控制需求外，还可保证在上、下转向器通讯失效时，仍满足转向要求。

线控转向，图源：博世华域

继续加码投资力度，2025年实现国内市占率40%的目标。

以武汉工厂为例，从2014年10月正式投产至今，已经拥有6期工程，总面积达到5.5万平方米。

博世华域武汉工厂，图源：博世华域

除系统产品外，武汉工厂还提供控制器、齿轮等关键零部件的生产任务。其中最为关键的控制器产品，在2022年6月实现首次投产，在今年3月已经累计投资3条ECU产线。从2022年6月到2023年6月，在一年的时间里，武汉工厂已产出超过150万套控制器产品。

除保证产能总量外，博世华域武汉工厂还通过自主开发自动化生产调度系统，降低产线人工介入。本次博世华域便展示了其“黑灯工厂”，在该产线中，通过使用RFID、二维码技术，实现了物料全过程信息追溯。使用自动化AGV小车，实现在不同生产道序中产品的运输。博世华域介绍，在2020年疫情困难时期，仅3名员工便可保障产线的正常生产，满足生产任务。在2022年，武汉工厂还荣获ROIEFESO工业4.0中国区智能工厂奖项，也是对其智能工厂能力的认可。

为不断加强研发实力，坚持研发要走在市场的前面，2021年武汉研发技术科正式更名为武汉研发中心，以“软件中心”和“智驾试验中心”为特色，实现V模型本地开发的一体化。今年2月正式启用武汉软件中心大楼。目前从新项目立项到整个项目的设计、开发和验证全部可以在武汉完成。

在研发和生产的支持下，博世华域之前透露了未来市场目标，即到2025年实现国内市场份额占比达到40%。