划重点
012023年冬天,Cybertruck正式上市,带来了「48V电气系统」和「线控转向」等新技术。
02线控转向技术将方向盘与底盘解耦,提高车辆操控性和安全性,同时为实现智能驾驶奠定基础。
03目前,特斯拉和蔚来是量产线控转向技术的厂商,前者更注重系统安全备份,后者着重于转向手感塑造。
04由于线控转向技术的高价值,有望成为新豪华车型的标配功能。
05随着线控转向技术的普及,新能源汽车的智能座舱、智能驾驶和智能底盘市场竞争将进入高潮。
以上内容由腾讯混元大模型生成,仅供参考
2023 年冬天,Cybertruck 正式上市并带来了一系列新技术,包括「48V 电气系统」和「线控转向」等。
其中「线控转向」成为各大媒体争相解读的对象,虽然讨论的观点各不相同,但不妨碍共识的达成——它会改变汽车行业。
当方向盘能够与底盘「解耦」,短期价值在于车辆操控性和安全性的提升,电信号可以更平滑、精准地对车辆进行控制。
而长期价值在于,我们在民用车辆上,见到了「智能驾驶」能力跃升,甚至是实现「自动驾驶」的曙光。
甚至有行业人士表示,「线控转向」的尽头,就是让人类不需要亲自驾驶。
由于一直没有量产产品,行业中有关「线控转向」的讨论沉寂了一年。
12 月 9 日,随着蔚来 ET9 成为国内首款获批量产「线控转向」系统的车型,该技术再次进入公众视线。
不同的地方在于,Cybertruck 以及相关技术距离中国消费者、中国市场还相对遥远,给行业带来的冲击有限。
但 ET9 不同,它将在 2025 年春季交付。届时,中国汽车从业者和消费者们,都将与「线控转向」来一次「亲密接触」。
随之以来的,相信还会有挑战和质疑。
「线控转向」到底是「狼来了」还是「革命性技术」,又能不能改写新能源车的竞争格局,蔚来 ET9 会在中国市场率先交上答卷。
在此之前我们需要搞清楚,「线控转向」到底是什么?
一、从「硬控」到「线控」
三个阶段
汽车的转向系统发展大致经历了三个阶段,最原始的「机械转向」出现在汽车诞生早期,无任何助力机构,操作精准度低且费力。
在卡丁车上我们可以体验到这种「原始」的转向手感,方向盘通过方向柱、齿轮组直接与转向臂相连,我们在旋转方向盘时需要克服绝大部分轮胎与地面接触时产生的摩擦力,和转向机构本身的重量,这便是传统机械转向「费力」的直接原因之一。
随着液压助力和电子助力的出现,转向系统来到「助力转向」阶段。
当前绝大部分民用车均搭载电子助力转向系统(EPS),开始有 ECU、小型电机等零部件参与到转向助力中。
其工作原理是,车企在转向结构中集成小型电机,当驾驶员转动方向盘时 ECU 会进行运算并向小型电机发送指令,输出扭矩带动齿轮组工作,帮助转向臂移动到目标位置。
整个工作过程中小型电机只起到助力作用,让驾驶员可以更轻松地克服转向时轮胎产生的摩擦力和结构本身的重量。
在结构上,「助力转向」系统和原始的「机械转向」系统并无根本性差异。只是有了助力系统后,驾驶员能够更轻松地转动方向盘,来让前轮转动到自己想要的角度。
转向系统的第三个阶段,也就是「线控转向」,一定程度上反映了传统汽车向「智能化」转变,机械结构被电子系统接管的大趋势。
不过「线控转向」的研究并非一蹴而就,该技术在汽车上的探索应用,直到现在量产车型的下线,中间出现了几个重要的节点。
他山之石
「线控技术」最先出现在航空航天领域,比如 1964 年试飞的阿波罗登月研究车就应用了线控技术。
而将线控技术应用到汽车底盘乃至转向系统上,则是 90 年代的事情。萨博在 1992 年推出一辆用摇杆来控制转向的原型车 Saab 9000,该车被视为线控技术在汽车上的首次尝试。
英菲尼迪于 2013 年推出的 Q50搭载了「DAS」,也就是「自适应转向」技术。该技术应用了「部分」的线控技术,来实现更丰富的转向功能。
严格来说,英菲尼迪 Q50 搭载的「DAS」技术与特斯拉、蔚来应用的「线控转向」技术有非常多的不同之处。
比如说英菲尼迪 Q50 依然保留了转向柱作为冗余备份,且控制转向需要三组 ECU 协同完成,信息传递流程长且效率不高。
另外,受限于当时的技术水平和工程设计,英菲尼迪 Q50 的 DAS 系统在可靠性上也备受质疑。2016 年,英菲尼迪宣布因 DAS 的稳定性问题全球召回超过 6 万台 Q50。
除了英菲尼迪 Q50 之外,丰田旗下车型 bZ4X 和雷克萨斯 RZ 也曾存在过应用「线控转向」技术的版本。
但最终,搭载「线控转向」技术的版本没有实现量产交付,而是停留在上车测试状态。
丰田的「线控转向」系统被命名为「OMG」,不同于英菲尼迪 Q50,这是取消了实体转向柱、由电信号控制转向臂的「真·线控转向」系统。
据了解,丰田的「线控转向」技术方案由捷太格特提供,本应是搭配半幅方向盘使用。但最终丰田 bZ4X 上市时只提供常规方向盘的版本,并未配备「线控转向」技术。
另外,比亚迪、长城等主机厂曾公布过他们关于「线控转向」技术的研发进展。
2021 年长城对外公开的「智慧线控底盘技术」体系,就包含了「线控转向」的技术能力。但直到现在,该技术仍未实现量产交付。
由此可见,现阶段在真正意义上实现「线控转向」技术量产交付的厂商只有特斯拉和蔚来,其他的方案或是实现得不彻底,或是尚未实现量产。
这从侧面证明,要让「线控转向」技术实现量产,并不容易。
量产之路
现阶段我们讨论的「线控转向」有两大技术特征,首先是取消了传统转向结构中的转向柱,然后是用电信号来连接方向盘和转向机构。
通俗地解释,「线控转向」技术将我们的方向盘变成了「游戏手柄」,而不再是与车轮、地面直接沟通的媒介。
「线控转向」在实现的过程中,也存在一些「矛盾」。
一方面,车企希望通过硬件的解耦实现过去不可能实现的车辆精准控制;另一方面,在使用「线控转向」技术的前提下,「还原」过去方向盘、车轮硬连接的手感又很有必要。
尤其是后者,首批体验 Cybertruck 的用户均提到「该车转向手感怪异」,转动阻尼和力矩和传统车型不太一样,需要一定的时间来适应。
Cybertruck 上的线控转向总成
另外,方向盘与轮子的解耦意味着「手感」和「路感」都将消失,为了「还原」这些驾驶质感,车企不得不加入更多的传感器、更多的震动马达,费时费力地进行调试。
蔚来就表示与合作伙伴共同研发「线控转向」的过程中,他们遇到了「六大挑战」。
转向传动比设定、对电机功率的要求、系统响应延迟和稳定性、主客观动力学评价体系、新功能的调试和功能安全,为了克服这六点难题,从 2019 年立项起蔚来花费数年时间才完成对「线控转向」技术的攻克。
「线控转向」的量产之路中,另一个重要节点是政策的松绑。
2022 年 1 月,国标《转向标准 GB 17675-2021》正式实施,该标准正式解除了以往对转向系统方向盘和车轮物理解耦的限制。
不过在当时,有关「线控转向」的量产标准仍处于空白状态,集度(现在的极越汽车)、吉利和蔚来随即成为制定牵头单位。
从诞生到量产,「线控转向」技术走过了一条艰难且崎岖的道路。但从体验预期分析,这一切都是值得的。
象征未来
马斯克将「线控转向」技术形容为「Game Changer」,特斯拉在 Cybertruck 上应用「线控转向」的根本目的是为更高阶的智驾能力做技术储备。
在实际的应用场景中,「线控转向」技术让驾驶员与车辆之间的互动,变得更加充满想象。
比如说,当方向盘和车辆解耦后,连续、复杂的可变转向比技术成为可能。
根据蔚来官方放出的演示视频可见,蔚来 ET9 可以在方向盘轻微转动的情况完成车辆掉头,然后迅速恢复正常的转向比。这种丝滑、无缝的可变转向比能力,只有依靠「线控转向」技术才能实现。
其次,未来当车辆进入到自动驾驶状态后,方向盘可以折叠收起,为乘员舱腾出更多的空间——就像一些 Robotaxi 载具一样。
站在整车结构设计的角度看,去掉转向柱和部分硬连接机构,意味着车头位置可以腾出更多的内部空间。无论是进一步把车轮布置在车辆四角,以榨取更大的乘员舱利用率,还是增大前备箱的容量,都将成为可能。
我们还可以大胆想象,在未来方向盘不再是「驾驶员专属」,可以把它交给其他座位上的乘员,由他们来接管车辆的驾驶权……
「自定义能力」也是「线控转向」技术体系中被反复提到的优点,包括方向盘的转角设定、转向手感甚至路感反馈模拟,都可以通过调整参数实现。
换言之,无论对 OEM 还是对用户而言,车辆的驾驶风格依照参数的不同可发生明显变化,其「自由度」也从车载系统的表层,下探至车辆最核心的「底层驾控」。
「线控转向」还存在行驶安全方面的价值,蔚来宣传,车辆爆胎时系统能在 300 毫秒内接管车轮,过滤用户的误操作,确保车辆轨迹稳定进而平稳停下。
「线控转向」系统还会设计大量的安全冗余,无论是特斯拉还是蔚来,都能确保系统在紧急情况下依然能正常工作。而传统的转向系统,出现机械故障后系统将直接直接失能,且无法恢复。
同样的,取消转向柱结构意味着车辆碰撞后不再存在「转向柱侵入乘员舱」的潜在风险,理论上能降低对事故后对乘员的伤害。
要说「线控转向」的缺点,除了前文提到的,Cybertruck 用户反馈的手感怪异外,其稳定性、安全性、易用性,仍需经历市场检验。
另外,目前应用「线控转向」的时候车型均定位百万元级,且数量稀少,注定只有极少数消费者才有机会体验到这番新鲜技术。
二、同样配方,不同风味
「线控转向」对产品的赋能,我们可以从两款量产车上得到更具象的了解。同时,特斯拉和蔚来落地方案的异同也成为热议话题。
先说结论,特斯拉和蔚来各有侧重,前者更看重系统的安全备份,追求更高甚至溢出的可靠性;蔚来则着重于「转向手感」的塑造。
比如方向的转角设定这一项,蔚来 ET9 将方向盘的转角设定为单边 240°,而 Cybertruck 则是单边 180°。
我们知道,常规汽车方向盘的单边转角一般是 270°,蔚来 ET9 的方向盘单边转角如此设定,显然是为了减轻使用者的「不熟悉感」。
不过相对的,Cybertruck 的设定配合特殊形状的方向盘,其驾驶感受可能更接近于「赛车」,对车身的操控更直接、灵活。
因此,这两款车在线控系统上的差异,更多是源自于产品定位的差异。
蔚来 ET9 作为「行政轿车」,更强调整体的舒适性;而 Cybertruck 作为高性能电动皮卡,需要突出其「狂野」的一面。
侧重点的不同也导致底层系统硬件组成的不同,蔚来 ET9 为了做好「手感还原」,相比特斯拉的专利方案增加了 2 个扭矩传感器、1 个单绕组电机,还使用了双电机输入的蜗轮蜗杆减速系统。
Cybertruck 这边,对比蔚来的技术方案有更多的微控制单元(5 个对 4 个)、线束更多地采用隔离设计、车轮转向传感器数量更多(超过 1 个位置传感器总成,包含 2 个磁性传感器和 1 个电磁式传感器)等,优先保障转向系统在高强度下也能正常工作。
尽管细节上存在差异,但我们可以看到,无论是特斯拉 Cybertruck 还是蔚来 ET9,都依托「线控转向」技术在驾驶层面获得了超越竞品的独有性体验——追求舒适的可以让驾驶体验变得更舒适,追求安全的可以让驾驶变得更安全。
由此可见,「线控转向」是为数不多的,能够强化产品特性的技术。凭借这项本事,「线控转向」就有潜力成为「新豪华」的标配功能。
三、新豪华标配?
「线控转向」是「线控底盘」技术大框架的最后一环,随着汽车底盘非必要零部件的尽可能解耦,车载系统对整车的支配能力将接近最大化。
整车的各零部件交给系统支配后能带来哪些新功能,已经变成了高端、豪华新能源车比拼的主赛道。
举个例子,比亚迪利用线控悬架(轮边电机)实现「坦克调头」「圆规掉头」等超出传统认知的移动方式,吉利依靠线控电门和刹车,完成了「无人驾驶漂移」的炫技操作。
换言之,「线控转向」技术有足够明朗的技术前景,能帮助高端、豪华新能源车构建起有别于传统燃油车的体验护城河,这便是该技术有望在高端产品圈层快速普及的依据。
而基于这样的特性,和「主动悬架」技术一样,「线控转向」技术不太可能在短时间内下放,而是作为高端车型的特色卖点存在。
但大趋势不会变,新能源车距离达成真正的「智能化」,已近在咫尺。
汽车「智能化」的核心要点在于「解耦」「互联」「线控」甚至「无线控制」,芯片提供的「算力」将取代「燃油」,成为整车的「血液」。
「智能化」的产品具备可迭代、可升级、持续进化的特性,现阶段车机系统、部分软件能力已经做到这一点。
而随着「线控转向」的落地,整车底盘也将加入到「可迭代、可升级」范畴,整车的智能化,终于凑齐最后一块拼图。
基于「新能源车的下半场是智能化」共识,以智能座舱、智能驾驶和智能底盘为主基调的市场竞争,才刚刚进入高潮。
(完)