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引領當下更劍指未來,解析蔚來全新ET9線控轉向技術

2024-12-10汽車

12月9日,蔚來宣布其旗艦轎車 ET9 獲得工信部線控轉向技術量產授權,成為中國首款搭載線控轉向技術的車型,同時也是目前全球市場上,與特斯拉 Cybertruck 並列唯二實作量產搭載線控轉向技術的車型。

什麽是線控轉向技術?汽車行業經過多年發展,轉向系統經歷了機械轉向、機械液壓助力轉向、電動液壓助力轉向,和目前套用較多的電動助力轉向系統這四個主要階段,線控轉向技術就是即將來到的第五個階段。

線控轉向系統是一種全動力轉向系統,它取消了方向盤與轉向輪之間的機械連線,並以電訊號的傳遞與控制來替代。線上控轉向系統中,方向盤與車輪的轉動實作了全解耦,阻力矩也由電機模擬產生,不僅轉向系統的角傳遞特性和力傳遞特性可以自由設計,而且電訊號延遲更低、控制更精準,在改善路感、改善轉向特性、提高駕控穩定性、提高傳遞效率、提高布置靈活性方面有天然優勢。

簡單來說,線控轉向就是方向盤與轉向機和車輪之間,不再需要轉向柱這個實體機械結構了。方向盤以後可以放在車裏任意位置,它的作用將只是負責傳遞一個電訊號,轉向機上的電機負責具體的轉向力度、角度。如上圖所示,左邊是傳統的有轉向柱的轉向系統,右邊是線控轉向系統。

不過,值得註意的是,這項技術在汽車圈並不是第一次出現。

2013年,英菲尼迪在其Q50L車型上首次搭載線控轉向技術,不過受限於當時的法規要求,仍然保留了機械轉向結構,且上市不到兩年就因線控轉向系統存在安全隱患而大規模召回。此外,捷太格特曾在豐田bZ4X和雷克薩斯RZ兩款車型上嘗試線控轉向系統的上車測試,不過最終都沒有實作真正的量產交付。

除了技術本身的成熟度之外,法規的限制也是阻礙線控轉向技術量產的重要因素。不過,2021年2月,GB 17675-2021【汽車轉向系基本要求】中刪除了「不得裝用全動力轉向機構」的規定,意味著法規層面已允許方向盤與轉向車輪之間物理解耦,為線控轉向的量產上車提供了條件。其中,蔚來提出的與系統效能與功能安全相關的6大項、11小項結構框架,在GB 17675-2021【汽車轉向系基本要求】前期研討時,被作為實際討論框架采納。

基於行業訴求,中汽中心標準化研究院於2021年9月啟動線控底盤技術及標準化需求的研究。蔚來作為這一研究計畫中線控轉向部份的牽頭單位,完成【線控底盤技術發展與標準化需求研究報告】線控篇的起草,並在2023年5月正式釋出。

據了解,線控轉向相關國家標準預計將在2025年開啟制定並釋出,蔚來將作為核心起草組成員、也是唯一有實際產品的企業深度參與,以ET9線控轉向極嚴苛的可靠性和功能安全標準、完整的研發與測試體系、量產上市的實踐,為線控轉向國家標準制定提供體系支持和豐富的測試營運數據。

對消費者來說,線控轉向的意義在於提供更靈活多變的駕控體驗,以及更安全的行車保障。

線控轉向可以自由改變轉向特性,對隨車速變化的參數進行補償,使車輛轉向特性不再隨車速變化而變化,減輕駕駛員操作負擔。蔚來ET9低速行駛時轉向傳動比可低至6:1,轉向更靈敏;高速行駛時轉向傳動比可增至14:1,轉向更加沈穩順滑,提高操縱效能與安心感。方向盤單邊最大旋轉角度240°,打滿方向僅需0.66圈,打方向時雙手無需交叉。

在自動泊車、換電泊車等場景下,線控轉向可以僅用方向盤10°微轉動來表示當前行進方向,而不必像傳統轉向在自動泊車場景下方向盤快速大角度旋轉,兼顧安心感和舒適性,也更加優雅得體。

如果遭遇高速爆胎,傳統轉向系統比較難保證車輛的穩定性,而蔚來ET9透過搭載全棧自研的VMC底盤智算平台,能夠在300ms內快速調動包括線控轉向在內的各個系統,線控轉向可以過濾使用者的誤操作,確保車輛不偏離方向,保證循跡性,讓車輛保持穩定。

當然,更重要的是,蔚來透過線控轉向技術,展示出了面向未來的全面自動駕駛技術落地的前瞻性布局。

毫無疑問,線控轉向將是自動駕駛技術的核心執行部件,也是高階智慧汽車的必備底層基礎之一。因為在智駕系統接管車輛的過程中,轉向機構要聽從智駕域控制器中演算法的安排,所以駕駛員操作和轉向執行器解耦,就成為必須。另一方面,演算法基於環境感知給出對轉向更細膩的控制策略,如果執行機構響應不夠及時,控制精度不夠準確,轉向動作的延遲或偏差不但影響乘坐體驗,還有可能成為安全隱患。

采用電機直接控制車輛轉向的線控轉向技術更容易與車輛其他主動安全控制子系統進行通訊和整合控制。蔚來的 Sky OS·天樞整車全域作業系統幾乎融合了包括智駕、底盤、驅動、制軔等所有控制域,而解耦的轉向系統可以使車輛運動控制達到新的高度。

總之,傳統機械轉向即使可以支持自動駕駛功能,但系統的響應速度和使用體驗遠遠不如線控轉向。