时代在变，我们车辆的转向系统中的转向机也在进化。每次转向机系统的升级，都是科技进步的表现，转向机，作为转向系统的关键总成，它的性能高低，直接影响着车辆的转向性能。
汽车诞生已经一百多年，按发展历程，车辆的转向机，大致为4个阶段。
第一阶段，车辆有了转向机构，最原始状态的“转向机”，实现了车辆的转向。
第二阶段，转向机有了减速机构，可以降低司机驾驶车辆时的转向力矩。比如老解放、东风140那样的转向机，就是这类的转向机，没有液压系统进行转向助力。
第三阶段，转向机有了液压助力，液压转向机，实现了车辆的转向助力。据了解，在20世纪50年代起，就有了车辆液压助力系统，至今仍被广泛应用。在90年代后，国内的东风153.、解放6平柴等卡车才开始使用液压转向机。
第四阶段，电控液压转向机（以下简称电液转向机）。电液转向机，是在液压转向机基础统增加了电子控制机构和电子元件。电控技术的加入，让转向系统性能大大提升。其实电液转向机对于大家并不遥远，沃尔沃的vds转向系统就使用的是电液转向机。
现有液压转向机的纠结
现在国内卡车上装配的多数是循环球式液压转向机，这种转向机可以说已经非常成熟。
一些卡友抱怨自己的车辆原地转向有点重，高速有些飘等转向体验问题。受制于液压转向机机械结构限制，低速时的转向轻盈，高速行驶的稳重，这两点兼顾做起来确实有很大难度。
如何平衡低车速与高车速之间的转向力矩标定，成为了各厂家最头痛的难题，既要低车速较轻的转向力矩，又能保证高车速转向不发“飘”、发“贼”，实现这个真的很考验卡车厂家的功力。
很多卡友会问，一个小小的转向机还有这么多门道，那么未来卡车的转向机还将会有哪些技术呢？能给我带来什么体验呢？
变速比转向机，低速与高速两头“兼顾”
怎么才能解决这个问题呢？答案肯定是有的，现在一些厂家开始装配变速比转向机，据了解，解放j7、jh6至尊版使用的就是博世的变速比转向机。
现在卡车上转配的是定速比转向机，方向盘与转向机的转动速比是固定的，也就是转动速比只有一个。
而可变速比转向机使用齿轮分度圆半径可变的设计（有点类似凸轮轴）”，不同的转向角度，可以实现不同的速比变化，速比发生变化，可以实现不同的转向力矩，转向力矩的变化，可以兼顾低速与高速时的不同转向力矩。
变速比转向机是未来？不，电液转向机才是！
变速比转向机，司机的驾驶体验会好很多，但是受制于结构的原因，还是不能呈现最佳的转向体验，所以上文用了引号的兼顾来介绍可变速比转向器。
今后的车道保持，自动驾驶等功能，变速比转向机也无能为力了，这时候就需要电液转向机了大显身手了。
那么，什么是电液转向机呢？
电控液压转向机（electrical hydraulic power steering）简称ehps。是在传统液压动力转向系统中增加电子控制和电子执行元件，最关键的是增加了伺服电机这个零部件。电液转向机，最明显的优势，电液转向机可以实现与整车通信，可以实现转向助力大小随车速变化而变化，以满足不同车速、路况的驾驶需要。
电液转向机的构成
可以简单的理解为，电液转向机是在原有的液压转向机上面加了一个助力的伺服电机以转矩传感器等电子元件。私服电机与方向盘相连，可以根据司机的转向动作，整车车速，甚至路况等信息，辅助司机进行转向操作。
电液转向机原有的转向连接机构也都保留，不纯在私服电机失效不能转向的情况，所以车辆的安全是有保证的。
电液转向机硬件难度不大，难的是私服电机的控制逻辑——软件部分。什么车速下转向重，什么车速下转向轻，私服电机的响应速度与转向力矩，这都需要厂家的工程师进行成百上千次的试验，进行准确的数据标定、验证后才能最终得到。
除了不同车速下能提供不同力矩的转向手感，电液转向机还能实现减少来自路面颠簸、横风等外界的干扰转向反馈功能，目的就是提升车辆的驾驶转向品质。
目前市场已经有使用电控液压转向机的卡车厂家，最常见的就是沃尔沃的vds转向系统，我在2016年、2018年2次深度体验过，沃尔沃这套vds转向系统，确实实现了低车速方向轻，高车速方向稳重的良好驾驶体验，而这样的感受，传统液压转向机是很难实现的。
以后电液会普及吗？
这个答案是肯定，一定会普及的，原因主要有以下两点。
一、提供更好的转向体验
上文已经说了，为了适用于各种路面，让司机获取更好的驾乘体验，现在看来，电液转向机是很好的解决办法。
随着司机对于车辆操控的要求不断提升，厂家为了满足用户的需要，因此，在适当的时间，卡车厂家也会推广电液转向机。
二、辅助及无人驾驶硬件需要
车道偏离预警，自适应巡航，这些辅助驾驶功能国产的卡车已经开始应用，一些卡友也确实感受到了科技给驾驶带来的便利与安全。
目前一些小轿车带有车道保持，如果卡车要想实现这类功能，转向机也就要是电液转向机，因为只电液转向机才能实现与整车的通信，实现车道保持功能。
在未来，无人驾驶卡车，电液转向机可以说是每台车的必备品。因为只有电液转向机，才能实现卡车无人驾驶的转向硬件需要，实现无人驾驶卡车的转向、变道、移库等一系列动作。
今后的卡车电动化趋势明显，但是卡车的载重量比较大，转向机完全电动化不太适合卡车的工况，因此在相当一段时间会是电液转向机。
时代在变，卡车的性能也在变化。转向机，一个实现车辆转向的部件，为了满足用户不断提升的驾驶体验也在不断进化。面对今后的无人驾驶，电液转向机也将是每辆卡车必备品。
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直流电机调速，往往说的是他励有刷直流电机调速，根据直流电机的转速方程，转速n=(电枢电压u-电压电流ia*内阻ra)÷（常数ce*气隙磁通φ），因为电枢的内阻ra非常小，所以电压电流ia*内阻ra≈0，这样转速n=(电枢电压u)÷（常数ce*气隙磁通φ），只要在气隙磁通φ恒定下调整电枢电压u，就可以调整直流电机的转速n；或者在电枢电压u恒定下调整气隙磁通φ，同样可以调整电机的转速n，前者叫恒转矩调速，后者称之为恒功率调速，请关注：容济点火器
恒转矩模式下，要先保持气隙磁通φ恒定，直流电机的定子和转子磁场是正交状态的，互相没有影响。要保持φ恒定，只要保证励磁线圈的电流稳定在一个值就可以了。理论上给一个恒流源来控制励磁线圈的电流是比较完美的，但是因为电流源不好找，而一般给励磁线圈施加一个稳定的电压值，也可以近似让励磁电流稳定，进而让气隙磁通φ恒定。如果是永磁直流电机，用永磁铁来替代了励磁线圈，磁通是永久恒定的，所以不用操这个心了。
简单的调整电压，并不能满足负载波动比较厉害的场合，所以引进了串级调速系统，通过检测电机的电流和转速，分别弄出电流环内环和速度环外环了，使用pid算法，有效的满足了负载波动状况下的调速，让直流电机的调速工作特性非常“硬”，也就是最大转矩不会受到转速的波动而变化，实现了真正的恒扭矩输出。这种调速方式，一直是交流调速系统的模仿对方，比如变频器矢量控制，就是模仿这种方式而实现的。如果只用电流环内环，还可以直接控制电机输出一定的扭矩，满足不同的拉伸和卷曲等控制要求。
电枢电压控制，在晶闸管和igbt这些没有被发明前，控制起来也不是容易的事情了，毕竟功率比较大，早期是通过一台发电机直流发电来控制的，通过调整发电机的磁通就可以控制发电机的输出电压，进而调整了电枢电压大小的。
在晶闸管可控硅被发明出来以后，通过给可控硅施加交流输入电压，利用移相触发技术控制可控硅的导通角，就可以把交流电整流成一定脉动的直流电，因为直流电机是大感性负载，脉动直流电会被大电感缓冲稳定下来。这个直流电的电压是可以调整的，和可控硅的导通角成一定的比例关系。这种调速技术是非常成熟可靠的，在上个世纪中后期得到了广泛的工业应用。
另外场效应管和igbt之类的器件出现以后，直流电机调速还可以做得更加精密了，可以利用pwm斩波技术，让输出的直流电压非常稳定，这样直流电机的转速波动非常小，如果让电机的转子变长点，转动惯量变小了，外加了位置环进去，还可以实现精确的定位控制，这个就是所谓的直流伺服系统了。
就是所谓的弱磁调速，这种调速方式，本质是恒转矩调速方式的一种补充，主要是有些场合，需要比较宽的调速范围，比如有些龙门床，需要电机加工时候进刀非常慢，扭矩要很高；而退回来时候扭矩很轻看是要跑非常快，这时候进刀时候用恒转矩调速模式，而退回来时候用弱磁调速方式，这时候电机的最大功率是不变的。
也有些电动车，低速上坡时候要跑很慢，需要很大扭力，而平路阻力小又想跑非常快，这时候也需要用到恒功率调速，类似于机械变档或者调减速比的方式来调速。一般弱磁调速，是不适合于永磁电机的，因此磁通φ无法单独控制。
要弱磁，就是直接减少气隙磁通φ的大小，这时候可以降低励磁线圈的电流，一般也会在励磁线圈使用可控硅或者场效应管这些来做一个pi调整回来输出一个电流源来实现。
弱磁调速的时候，电机转速越高，电机输出的最大扭矩会越小，这个是需要注意的，而且一般也不会无限制的减小下去，大概能控制在额定励磁电流的90%左右。
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2019年快结束了，周围购买电动汽车的朋友也越来越多，听说起朋友买了辆电动汽车，大家问的第一个问题可能就是：“你这个车能跑多远啊？”，往深了聊可能会问：“你这个车用的是什么电池呀？多大的电池呀？”，而如果有朋友买了辆油车，大家可能问的是：“你这个车多大排量的？几个缸啊？带涡轮增压吗？”。
但电车的电机种类也影响着整车的续航水平，今天我们就来关心一下电动车的动力系统，带大家了解一下电动汽车上常见的几种电机及它们都有什么特点，它们是怎么将电能转化为机械能。
说电机之前需要给大家科普两个知识点，一个是电磁感应现象，原理是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上就会产生电流的现象。一个是奥斯特实验，现象是通电导线周围存在磁场。说人话就是磁可以生电，电也可以生磁，知道了这两点我们就可以开始聊电机了。
电动汽车上采用的驱动电机大概有四种，分别为直流电动机，永磁同步电机，交流异步电机（感应电机），开关磁阻电机。其中直流电机基本快被淘汰了，就不过多赘述了，开关磁阻电机有不错的特性，但也有硬伤（振动噪音大），所以还没有广泛应用在常见的电动汽车上。目前最常见的就是永磁同步电机和交流异步电机。
先来说交流异步电机，交流异步电机也叫感应电机，最主要的组成部件有两个，一个是定子，一个是转子。
定子铁芯装在机座中，一般由 0.35mm-0.5mm厚的硅钢片叠压而成，有良好的导磁性能，定子铁芯的内圆上有分布均匀的槽口，这个槽口就是用来放定子绕组的，绕组就是大家看到电动机中非常密集的古铜色线圈，给线圈通电即能产生磁场（电生磁）。
不知道大家有没有做过这样一个实验，准备一根铁棒，别太粗，钉木板的铁钉就行，将漆包线均匀的缠绕在上面，然后将漆包线两头接上电源，别往插座里捅，会出事，干电池就行。通电后你会发现铁钉可以吸起大头针之类的铁质小玩意，铁钉一头为 s 极，一头为 n 极，至于哪头是 n，哪头是 s，由电流方向决定。
电动车汽车的电机通的是三相交流电，磁场的方向会随着电流方向的变化而变化，从而形成了旋转的磁场。
转子铁芯同样由 0.35mm-0.5mm后的硅钢片叠压而成，外圆上均匀分布着槽孔，用来安放导电杆（绕组）。
好了说完了交流异步电机最重要的两个组成部件，我们再来看看它是怎么转起来的。
首先电池组中的直流电通过逆变器变为交流电，供给定子上的绕组线圈，产生旋转磁场，转子上的导电杆可以看做导线，这时候虽然导线是静止的，但是磁场是在旋转运动的，所以导线不由自主的在做切割磁感线的运动，转子导电杆中产生感应电动势，而转子导线杆又是闭合通路，导电杆中便有了电流产生（磁生电）。
看到这里是不是一脸懵逼，转子不是要转吗？怎么感觉还发上电了？别慌，正是载流的转子导体在定子旋转磁场的作用下产生的电磁力驱动电机旋转，这个电磁力略微抽象，在这里不展开说了，大家只要知道是这个力使转子转起的就行了，而且旋转方向与定子磁场旋转方向相同。交流异步电机就是这样将电能转化为了机械能。
电机转子旋转的速度与磁场旋转的速度有个有个转速差，转子的转速是一直追着磁场的旋转速度的，这也是其名：交流异步电机中异步之处。
想要控制交流异步电机的旋转速度，只需要改变交流电的频率即可改变定子磁场旋转的速度，达到控制电机转速的目的。倒车也不需要额外的倒挡齿轮，只需要改变电源相位的顺序即可实现。虽然看上去很简单，但逆变器在其中默默付出了很多。
永磁同步电机在结构上与交流异步电机非常相似，最主要的组成部件同样是定子和转子，其中定子的结构与交流异步电机上的一致，但转子由一块永磁体构成。
永磁同步电机想要转起来就非常简单了，定子上旋转的磁场吸着转子上的恒定磁场就转起来了（同性相斥异性相吸），旋转速度与磁场旋转速度一致。
总结一下这两种电机的优劣势。
交流异步电机优势:
可靠性好，高转速性能好，成本易控。
劣势：
功率密度低（同功率水平下个头大），能量转换效率较低（约 85%-90%），能耗较高（费电）。
永磁同步电机优势：
功率密度高，能量转换效率高（约 90%-95%），能耗较低。
劣势：
由于永磁体的加入，提高了成本。永磁体在高温、震动环境下有退磁的风险。
现阶段电动汽车超过 90%均采用交流异步电机或永磁同步电机，因为同等功率下永磁同步电机体积更小，效率更高，得到更多车企的青睐。虽然永磁体高温下有退磁风险，但似乎一些车企已经克服了这个问题。
例如即将在国内交付的特斯拉 model3 上采用的电机也从 models 上的交流异步变为永磁同步，能够做到 3.5 秒的百公里加速成绩，最高车速超过了 200km/h，国内的比亚迪全新一代唐同样采用了永磁同步电机，百公里加速做到了 4.4 秒，最高车速也达到了 180 km/h。在没有重大技术突破的前提下，永磁同步电机未来将会成为更多车企动力系统的首选。
虽然电动汽车的动力系统壁垒没有燃油车高，种类也相对单一，但这两种电机都需要算法非常厉害的电控系统来操控，才能做到优秀的电耗和车辆线性的加速，而且电控系统的背后需要足够的电池功率，才能做到随心所欲的提速，所以电动汽车的电机、电控、电池是紧密联系相辅相成的，三电的水平也是一辆电动汽车的精髓之一。
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