电厂|改变汽车结构和国家标准，蔚来ET9上的线控转向到底是什么？

记者 花子健编辑 高宇雷蔚来ET9第一次亮相是在2023年12月23日。在过去一年，外界很难知晓这款被蔚来称之为“智能电动行政旗舰”的车型有什么亮点。12月11日，在2024年的NIO Day之前，蔚来宣布“在经过了五个月的反复论证和评审后，蔚来ET9的线控转向系统正式获得评审通过，中国第一辆搭载真正意义上线控转向的车型，也终于能够量产上市。”在官方的新闻稿中，蔚来对于线控转向得以通过评审的总结是“没有标准，我们就创造标准。”的确，蔚来一开始就和其他新造车公司不同，他们选择了换电作为整车设计的核心方向和补能手段——这是曾经被特斯拉尝试后放弃的一个选择。当时，他们也曾经积极参与换电行业标准编制。同样，这一次蔚来ET9的线控转向系统获得评审通过之前，蔚来作为参与单位之一参与了对GB 17675-1999的修订，在2021年2月颁布的修订后的GB 17675-2021中删除了“不得装用全动力转向机构”（线控转向就属于全动力转向机构的一种）的规定，意味着法规层面允许方向盘和转向车轮之间不必须用机械结构连接。但蔚来对线控转向的研发比参与修订国标要更早。随着线控转向技术在蔚来ET9上实现量产，意味着蔚来是第一家完整经历了线控转向技术从研发到应用的中国汽车公司。

英菲尼迪曾因线控转向大面积召回转向系统对汽车而言尤为重要，因为它决定了汽车的横向运动。传统的转向系统是机械系统，其工作原理是：驾驶员操纵方向盘，通过转向器拉杆将转向意图传递到转向车轮，从而实现转向运动。汽车转向系统经历了从机械液压助力转向系统向电液助力转向系统和电动助力转向系统（EPS）的演进，但在本质上它们都还属于机械部件的转向系统。1954年，凯迪拉克首先把液压动力转向应用于汽车上。转系系统的进化，主要是优化转向系统的力传递特性，为转向控制供了助力，提升了汽车的操纵稳定性和平顺性。不过，由于机械结构的天然特性，这些系统都无法改变转向系统的角传递特性，很难实现自动驾驶所要求的主动控制。比如，目前所有演示自动泊车功能的车型，在连续动作的过程中都会伴随方向盘快速转动。因为机械机构中，方向盘和转动轮存在角传递特性，即方向盘的转动幅度决定转向轮的转动角度。线控转向系统则是取消了方向盘和转向车轮之间的机械连接部件，方向盘和转向轮之间不再存在物理连接，角传递特性和力传递特性都可以由软件定义。在线控转向系统中，驾驶人的操纵动作经传感器转化为电信号，信号经分析处理后，通过导线直接传递到执行部件。

这一变化的好处是大幅度优化了角传递特性。比如，低速转向时转向比减小，掉头过弯不再需要方向盘转动至驾驶人手臂交叉的状态；高阶智能驾驶时，方向盘也不会频繁大幅转动。2013年，英菲尼迪成为首个量产主动式线控转向系统（DAS，Direct Adaptive Steering）的品牌，并将这一系统应用在 英菲尼迪Q50上。不过，英菲尼迪的主动式线控转向系统存在两个问题。其一是英菲尼迪在这一套系统里保留了转向柱，并需要三组电控单元才能完成信号传递、判断试驾员转向意图并控制车辆的全链路工作，会出现信息误差、延迟和可靠性的问题。其二是为了提高安全和可靠性，这一套系统在正常工作状态下，方向盘和转向器没有机械连接结构，完全依靠电信号；但当系统出现故障时，会借助离合器将线控转向系统变为传统的机械转向系统，这也是英菲尼迪保留了转向柱的原因。在大规模量产下，系统的可靠性无法保障，潜在的故障可能会导致转向助力减弱甚至消失，进而影响车辆的操控和安全性。最终，英菲尼迪Q50的线控转向版本在2016年被大规模召回，超过了6万辆。

丰田旗下的bZ4X和雷克萨斯RZ也曾尝试使用线控转向技术，但并没有投入商用，仅限于车辆测试环节。在中国汽车公司中，长城汽车和比亚迪都曾经公布线控转向技术的进展和应用时间表，最终也没有了下文。首个实现线控转向技术量产的是特斯拉。特斯拉公司CEO伊隆·马斯克最早希望在Model Y上去掉方向盘，他坚持认为这款车型是专门作为没有方向盘的自动驾驶汽车推出的，但特斯拉的工程师们还是给Model Y安装了方向盘。在Cybertruck上，特斯拉应用了线控转向技术。马斯克认为，在配备了线控转向系统的特斯拉车辆中，自动驾驶仪启动时，方向盘不需要随着车辆转向发生转动。10月10日，特斯拉推出的为Robotaxi车队准备的自动驾驶出租车CyberCab上，方向盘和制动踏板都被取消了。

特斯拉和蔚来的不同根据马斯克公开透露的信息，特斯拉可能在2021年之前就已经在线控转向研发上进行投入。蔚来同样也很早关注到了线控转向技术。2019年9月，蔚来公布了一份看起来非常糟糕的财报，营收只有15亿元，净亏损却高达32.8亿元。他们甚至取消了原定的业绩电话会议，加上账上现金流紧张，融资不畅，蔚来显得“岌岌可危”。不过，当时李斌在财报发布后，和时任产品体验负责人李天舒一起飞到了位于美国圣何塞的蔚来北美总部。他们此行的目的和产品技术研发相关，其中最重要的一项就是评审线控转向技术。当时，蔚来北美的团队用一辆ES8改造了线控转向系统，方便进行技术验证，没有对原先的方向盘进行物理限位。李斌和李天舒上车后按照平时的驾驶习惯，转向时方向盘一把打过去，这辆ES8立刻发生了一个180度掉头。

这个插曲，以及资金困难没有影响李斌对线控转向投入的决心。按照转向电机在数量、布置的位置以及控制方式等方面的差异，线控转向系统典型的布置方式有五种，分别是单电机前轮转向、双电机前轮转向、双电机独立前轮转向、后轮线控转向和四轮独立转向。特斯拉曾经在X上发布了一段视频，并简要解释了Cybertruck线控转向系统的工作原理：“在低速行驶时，后轮的旋转方向与前轮相反，这可以在工地、停车场等地进行更紧密的操作。在高速行驶时，前后轮同步转动，这样就可以让你在车道间更平稳地行驶。”Youtube知名博主Brownlee在驾驶Cybertruck原型车后表示，CyberTruck采用线控转向和后轮转向技术后，方向盘最大转角幅度可以控制在180度以内，同时转向比也是可变的。蔚来公布的演示视频中，蔚来ET9在方向盘轻微转动的情况完成了车辆掉头的动作，并迅速恢复正常的转向比。蔚来的“SkyRide·天行智能底盘系统”集成了线控转向、后轮转向和全主动悬架，能够每秒进行1000次的扭矩调整和四轮独立控制，满足不同驾驶场景的需求。

这种快速、弱体感的可变转向比是线控转向技术的共同特点。但两者在系统设计上略有不同，主要是因为Cybertruck和ET9定位于不同的市场和用户群体。正如李斌和李天舒那样，包括第一批在Cybertruck上体验的用户，都需要时间来适应这一技术，因为使用了线控转向系统的车辆，方向盘和反馈和驾驶手感和传统转向系统的车型都不一样。比如，第一批Cybertruck的体验用户都反馈这辆车的转向反馈比较怪异，转动阻尼和力矩跟传统车型不一样。马斯克对线控转向系统有一个很形象的比喻——“游戏手柄”，就像我们在游戏机玩驾驶游戏那样，车辆的转向和游戏手柄的反馈在人的体感上并不一致。和特斯拉侧重系统的安全备份不同，蔚来ET9强调的是手感和舒适性。为了不太偏离驾驶手感，蔚来比较特斯拉的方案增加了两个扭矩传感器、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。比起蔚来，特斯拉使用了更多的微控制器（比蔚来多1个）、线束更多采用隔离设计、车轮转向传感器数量也更多。在底层系统之上，明显的差异是转向角度。传统车型的方向盘设计单边转角为270度，特斯拉Cybertruck则为180度，蔚来ET9的是240度，更贴近传统车型的驾驶习惯。

但两者在安全性的追求上是一致的。为了安全冗余，一向追求成本控制的特斯拉，也在Cybertruck的车架上安装了两个电机，互为备用。蔚来则是采用了”双重供电、双重通信、双重硬件和双重软件”的四“双”全冗余设计，它的转向驱动电机也是两个三相电机组成。

豪华标配也有缺点特斯拉Cybertruck的最低售价为60990美元（约合人民币45万元），所有版本都支持线控转向。蔚来ET9的预售价格定为80万元。目前这两款明确量产了线控转向技术的车型，也确定了线控转向技术“豪华标配”的地位。除了技术、驾驶效率和安全性上的优点，线控转向系统还符合成本控制的要求，因为在取消机械机构之后，汽车的零部件数量减少，帮助汽车公司降低成本。同时，线控转向技术还是汽车实现无人驾驶的必须选择。但既然是“豪华标配”，也意味着线控转向技术现在仍然只能是豪华车型的配置，因为它的技术难度很高，尤其是系统高度集成了先进的电子技术和传感器，研发和生产的难度都比较大，这也意味着生产成本高企；同时，它对于电子系统和电子元件的依赖度也非常高，在稳定性上挑战很大。

对蔚来而言，换电技术已经把用户对新能源的焦虑降低，提供了效率堪比燃油车的补能体验。但在智能驾驶技术上，相比起小鹏、华为和理想，蔚来的光芒就稍显暗淡，如果线控转向技术能成为蔚来在自动驾驶上的突破口，也不枉费过去五年的持续投入。