芝能汽车出品
GB17675- 2025《汽车转向系 基本要求》线控转向系统(SBW)国家标准发布,这是国内智能底盘核心技术在标准化与先进性层面实现的重大突破。
这项标准能够支撑线控转向技术的产品准入与落地应用,也将引导我国汽车转向技术的研发方向和产业路径。中国正在智能底盘领域迈入新的阶段。
在产业层面,蔚来 ET9 成为中国首款通过公告认证并量产交付的全线控转向车型,可以作为一个案例来进行解析。
从技术演进来看,汽车转向系统升级路径是这样的:从手动转向(无助力)到液压助力转向(发动机驱动,含转向器总成、助力泵、储液罐),再到电动助力转向(EPS,电机驱动,柱式或齿条式安装),终极的目标是线控转向(SBW,无机械连接,含方向盘执行器、车轮执行器)——带来更高自由度的底盘控制、更强扩展性的智能驾驶交互。
Part 1
蔚来ET9的设计
我们现在普遍使用的电动助力转向(EPS)解决的痛点是车身加重,需更高扭矩输出,功能安全等级(ASIL)提升,冗余设计和高可用性。但是想要过渡到线控转向(SBW)还是挺长的一段路,虽然两者均依赖高可靠性电子元件。
在这个标准出来以前,蔚来能把ET9上的线控转向做成量产也是非常不容易的。24年11⽉,蔚来ET9上公告,成为国内⾸个获准上市的线控转向量产⻋型,25年3⽉开启交付,是中国第⼀款量产线控转向⻋型。
GB 17675-2021《汽⻋转向系基本要求》中删除了“不得装⽤全动⼒转向机构”的规定,在21年9月中汽中⼼标准化研究院启动线控底盘技术及标准化需求的研究,起草《线控底盘技术发展与标准化需 求研究报告》,在23年5月发布《线控底盘技术发展与标准化需求研究 报告》,同年9月全国汽⻋标准化委员会正式成⽴线控底盘标准⼯作组成立,然后这个过程就开始了。
大家可能会奇怪:为什么蔚来要做这个线控转向?
底盘系统的线控化在全球范围内是常识。执⾏器⼯作是⽤机、电、液;信号传递,⽤电控和线传可以说效率最⾼的做法。
线控转向是原⽣⾯向L3+级别的辅助驾驶的技术,直接将电信号传递给转向系统,⽅向盘如果不需要⼈为操作,⾃然可以收折起来,为驾驶席腾出更⼤、更舒适的空间,以及更⾃由的调节范围。
在蔚来ET9为的案例中,管柱没有和转向机刚性连接,中间就有着更⼤活动空间,继⽽具备153mm (+35mm/-118mm)超⼤⽅向盘管柱伸缩范围,相⽐传统机械转向管柱仅约60mm的伸缩范围, 空间⼤了2.5倍。
泊车场景下的“微动模式”,线控转向只需要方向盘轻轻转动10°即可指示前进方向,不再像传统系统那样高速大角度旋转,从内部的角度来看更舒服,不用看到方向盘在狂甩。
转向系统在500ms内即可在微动模式与正常模式切换,接管自然流畅,无需担心“打手”。
得益于数字化、可自由定义的软件转向比以及后轮转向的组合,在低速如掉头、停车场挪车时展现出前所未有的灵活与优雅。
方向盘低速单边旋转角度仅 240°,打满只需 0.66 圈,不用交叉手;高速时转向比恢复到常规的 14:1,变道、并线更稳、更顺滑。
在低速灵敏与高速稳定之间实现如此宽带调节和平滑过渡,只有线控转向技术与工程团队的深度标定才能做到,线控转向还能过滤部分路面振动,在粗糙路面或深井盖上显著减少打手风险,让驾驶更舒适、安全。
Part 2
线控转向在安全层面如何实现
英飞凌的一份报告,从芯片的角度分析了线控转向的方案。如果真要做,还需要做很多的工作。
转向系统的安全性是蔚来最核心的设计目标,采用三级可靠性工程设计理念是稳妥的,将安全可靠贯穿整个设计与验证流程。
全面冗余设计是第一步,大家想到的就是为关键链路都配备两套或多套互为备份的独立系统:
◎ 控制(计算)方面,整车前后各有一颗区域控制器互为备份,线控转向内部双MCU,管柱还带有独立安全芯片;
◎ 通信方面在整车层面,采用以太网环网+双路公网CAN+双路私有CAN,实现多重物理隔离;
◎ 整个系统的供电采用双路DC-DC和双12V低压电池;
◎ 执行机构上,上转向(STF)配备双电机,下转向(EPS)采用六相电机,即使三相失效仍可正常工作;
◎ 感知层面,方向盘转角、电机转角、齿条行程等多路传感器相互校验,确保任意单一传感器失效时仍能精准获取转向意图。
通过计算、通信、供电、执行、感知的全方位冗余,这里挺复杂的,冗余是第一步。
在冗余设计基础上,进一步采用硬件与软件异构设计,显著降低共因失效风险。
◎ 硬件异构:主、从两路的关键零部件选用不同供应商的同功能器件,实现物理层面的多样性。
◎ 软件异构:主、从两路的控制软件在关键算法上采取差异化设计——主路追求全工况下利用更多输入信息的完整功能实现,从路则聚焦于基础转向功能的高可靠、简洁实现,确保任一路软件缺陷不会同时影响另一路。
整车具备多系统协同能力作为最终冗余:
◎ 系统能够实时检测故障并无缝切换至备用通道;
◎ 若上转向系统(STF)失效,外部角度传感器立即激活,通过完全独立的通信链路将转向指令直接传递给下转向系统(EPS);
◎ 若下转向系统(EPS)失效,还可调用后轮转向系统(RWS)与差动制动控制,提供应急转向能力。
可以说,在现有的汽车电子设计中,围绕“主从冗余 + 硬件异构 + 软件异构 + 多系统协同”的设计方法。
确保在极端情况下转向功能仍保持可用与可控,所以在L2+层面上线控转向,怎么说呢,只有在旗舰产品上才划算,蔚来的ET9和后续ES9可以上,在ES8上用就有点吃力了。
小结
我们可以认为SBW是解锁了未来Robotaxi的发展方向,这种成本设计的考虑在没有方向盘的Robotaxi上是一种非常需要的设计,蔚来为了Robotaxi的整体发展探了路,可以说是为了电车的旗舰技术方向探了路。