方向盘不再圆：新能源车的“线控革命”

  整整20年前，3000名来自全球的工业技术界精英齐聚“2004世界工程师大会”，首次提出

  过去我们买车，主要关注发动机和变速箱，但现在除了电池、电机以及冰箱彩电大沙发（不是），智能驾驶体验也成了消费决策的一项核心指标。

  在这场电动化+智能化+网联化的大变革下，传统汽车笨重的机械液压结构正逐渐被淘汰，取而代之的是更加小巧、智能的整车线控技术，整个汽车业的设计和制造逻辑也随之改变。

  本期，我们将以线控技术的发展历史为线，谈谈近期在智能驾驶领域的一些投资思考，尝试探讨以下话题：

  所谓线控技术（X-by-Wire），最早源于飞机的操控系统。其中的“X”代表任何与控制相关的操作，包括但不限于驱动（Dirve-by-Wire）、转向（Steer-by-Wire）和制动（Brake-by-Wire）等等。

  众所周知，飞机受内部空间的限制，无法装下太多笨重的机械和液压系统，而反观电子传感器和电执行元件则要小巧和精准得多；因此，自人类进入电气时代开始，工程师们便开始探索将飞行员的操纵指令转换成电信号，用来控制飞机飞行。

  20世纪50年代，美国天合（TRW）公司首先提出，可以用电控信号代替汽车方向盘和转向轮之间的机械连接；之后，天合找来两位德国工程师Kasselmann和Keranen，设计出了早期的线控转向模型。

  多说一句，这家天合（TRW）公司的前身是一家紧固件加工厂，最早的业务是为福特T型车装配木制车轮，1928年才进入汽车制动市场。

  然而伴随着二次大战前后美国汽车业的强势崛起，天合公司迅速成长为一家全球500强企业（后被采埃孚收购）；它不仅首先提出了线控概念，还发明了世界上第一个电控ABS系统和第一个正面碰撞安全气囊；此外，天合也是世界上第一家提出混动车概念的公司。

  可见，产业的崛起与技术的创新从来都是相生相伴，与今天美国衰败的汽车业完全不同，当年美国汽车工程师的创造力可见一斑。

  不过在当时，受限于五十年代的技术水平，天合的设计还只能停留在了纸面上，直到40年后，德国人才从美国人手中接过了接力版。

  1990年两德统一，伴随着德国汽车工业的王者归来，德国奔驰公司开始了对线控的研究，并将其首先安装在了F400 Carving的概念车上。

  奔驰喜欢用缩写字母为旗下的各级别车型命名，而F又是其中最特别的一个，它寓意“Forschungsfahrzeug（研究工具）”，代表了那个时代里工程师们对未来科技和设计的最新探索。

  F400使用了大量当时奔驰最先进的黑科技，除了转向、制动、悬架及车身控制全部采用电控以外，更包含了电控主动液压减振器、氙气大灯、碳纤维车身和光纤照明系统。

  更精准电子信号辅以圆滑的宽幅轮胎，让每个车轮都能做出相对地面最大20°的倾角，在遇到紧急状况时，电脑会自动下令将轮胎的外倾角增大提供更多抓地力，大幅度的提高车辆的操控性，这也影响了后续一众豪华车的设计思路。

  时间来到1997年，德国克莱斯勒（Daimler Chrysler）的工程师突发奇想，打算用类似战斗机上的操纵杆来代替方向盘，于是推出了线的两个操纵杆分别位于驾驶席的两侧，向前推是加速，向后拉是制动，操控过程就像是玩电子游戏。

  这样一来，不仅省去了方向盘，连油门和刹车都可以用操纵杆代替，而空出来的位置，设计师们设计了一套隐藏式“办公桌”，方便打工人在出行中也可以每时每刻搬砖；

  的汽车。两年之后的1999年，为庆祝BMW Technik GmbH成立15周年，宝马公司也推出了自己的未来主义概念车Z22。

  俨然已经有了今天智能汽车的影子。其中最令人印象非常深刻的，还是Z22的未来感十足的矩形方向盘——比特斯拉的早了整整20年。

  传统机械结构下，方向盘必须急打方向超过一整圈，才可能正真的保证车辆在低速下实现急转弯，所以，方向盘如果不做成圆的，一旦抓握出现失误，就会产生巨大的安全隐患。

  但电控就没有这类问题，由于取消了方向盘与前轮之间的物理连接，完全采用电信号来传递方向盘转角，也就从另一方面代表着转向比可以被设定为任何数值，且可以自由变换。

  而一旦方向盘不用做成圆的，大家很快发现，长方形方向盘可能更符合人体工学。

  它的原理类似于飞机中的升降舵：没有了上下两个半圆的遮挡，驾驶者可以更容易查看前方的仪表组，同时还增加了膝盖的空间；在未来无人驾驶时代里，方向盘也能更容易收纳到仪表板中。

  比如由于完全取消了物理连接，驾驶员无法感受到轮胎行驶在路面上的振动和回弹，操控体验相比机械方向盘还是会大打折扣。

  不过就在千禧年过后，日本车企也加入了战团。相比于德系车，日系车更加紧凑小巧，对于空间利用率更加看重，因此也对线控技术有着更迫切的需求。

  尽管当时日本的电子业在美国的持续打压下早已经日薄西山，但巨轮的惯性犹在，日本TOPIX电气指数在广场协议后继续爬升，并在2000年达到峰值。

  2003年，丰田在纽约车展上推出了线控转向的雷克萨斯概念车HPX；到2010年，丰田公司又推出了FT-EVⅡ概念车，这是一款基于丰田IQ平台开发的纯电车，轴距仅有一米九，完全通过线控操控杆实现加速、制动和转向。

  紧随其后，日产公司也在2006年和2008年先后推出了PI-VO概念车和EA2概念车，其转向系统和制动系统均采用了线年，日产研发出了自己的线控转向技术

  ，并将其用在了旗下的豪华品牌英菲尼迪之上，这也让英菲尼迪Q50成为全世界第一款搭载了线控转向的量产车。

  为了保证安全，Q50做了大量的冗余设计。首先是双系统模式：既安装了电控系统，也保留了机械备份；当系统正常工作时，离合器断开，此时方向盘为纯电控制；当系统发生故障时，离合器闭合，驾驶员恢复机械操纵。此外，Q50还安装了3立的ECU行车电脑，其中任何一个故障，另外两个还可以工作。

  但Q50的问题同样不少，首先就是贵：三台ECU加上备用的机械转向，成本要比纯机械高出好多；其次是这时电控的模拟体验依然不好，Q50虽然在方向盘上装了一台小电机，用来模拟路面的回弹，但用户依然反馈“开起来像赛车模拟器”。

  ：虽然一些优势可圈可点，但都是通过牺牲成本和驾驶体验来实现的，正负相抵下，并未好到让我们消费者无脑冲的地步。

  这也导致Q50上市后反响平平，除了丰田bZ4X等少数车型外，没有太多人跟进；最终，主流车企又把研发重心转回了电动助力转向（ESP）上，仅仅把电子系统当作是一种机械机构的辅助，主要用途是帮助驾驶员省力。

  为什么最近几年，线控技术突然迎来了快速爆发期？抛开使用者真实的体验、安全性、能量回收这些老生常谈不提，根本原因有三：

  举个例子，我们每次踩下刹车，或者转动方向盘，总是先要把一个力给到感知端，之后由ECU

  把这个力转化成某种信号，再通过液压或电机放大到执行端——最终，车辆才会做出相应的动作，比如刹车或者转向。

  简单来说，AEB会通过雷达监测与前方车辆或障碍物的距离，在驾驶员没有来得及踩刹车的情况下，自动让汽车刹车，避免“鬼探头”的危险发生，这实际上的意思就是一种典型的中高阶辅助驾驶功能。

  今天的智能驾驶水平大概在L2.5-L3左右，如果未来要想继续提升，就需要让感知层

  要实现这一点，执行层（也就是底盘层面）就一定要对传动机械传统结构可以进行解耦，用一种更加灵敏、灵活的解决方案来替代它——从目前看，线控就是那个最合适的替代者。

  燃油车时代，主机厂生产一辆车，可能刹车系统买的是博世的，转向系统是采埃孚的——总之每家供应商都有一套独立又封闭的软硬件系统，其中任何一套单独拿出来，都很复杂且工程量巨大，需要很多年的研发积累。

  这就造成了底层技术和修改权限全都掌握在Tier1巨头手中，就像是一条条难以跨越的护城河，站在外面看里面都是“灰盒”，车企很难绕开它们直接对执行器来控制，更别说协调各部分进行统一的调控。

  但是在智能车时代，随着“软件定义汽车”的概念被慢慢的变多地接受——站在主机厂的角度，

  根据我们的访谈，目前业内通用的做法，是主机厂先给出一个技术方面的要求包，让10~20家Tier1分别提交解决方案，然后从中选几家，再比较各家产品的性能差异。

  在这个过程里，Tier1经常要根据主机厂的需求，不断迭代和改进产品，而国外巨头无论响应速度，还是配合程度都没有国内企业好，所以其实国内企业是有非常大机会的——可以说在这方面，中国造车新势力和新兴的国产供应商们，双方的利益是完全一致的。

  当然，这也不代表着Tier1巨头就会拒绝线控时代的到来，因为更前沿的技术、更优越的性能、更舒适的驾乘体验永远是主零双方以及整个产业链追求的终极目标。

  经过了从无助力到真空助力到电机助力、从机械到液压到电子、从不可调到分级可调到连续可调，线控技术的性能优越性已经从理论走向了实际，并逐渐进入量产阶段。

  举个例子，传统的液压制动，响应速度一般在150~300毫秒之间，而线毫秒，听起来可能差别没那么大，但如果是在高速情况下，比如120公里每小时，两者的刹车距离可以差到3-6米，可能就决定了一起交通事故会不会发生。

  ；与10年前Q50的双系统不同，CyberTruck完全取消方向盘与车轮之间的机械联动，没有做机械连接冗余，因此CyberTruck也成为历史上第一台纯线控转向的量产车。

  从目前大量汽车博主的测评来看，CyberTruck实现四个车轮的独立方向控制，不仅保持了极小的转弯半径，操控性也完全不输于Model Y，绝对没了早期那种“开模拟器”的感觉。

  底盘主要由5个部分所组成：油门、换挡、转向、制动和悬架，从现在智能化的大趋势来看，未来这5个部分都要经历一次由机械到线控的转型，最终进化成为“线控底盘”的完全体。

  而剩下的3个部分，因为单车价值量高、技术壁垒强等原因，也成了今天传统巨头和勇于探索商业模式的公司竞争最激烈的场所。

  与制动、转向不同，悬架对功能安全等级要求相比来说较低，但又最能影响驾乘体验，因此这两年在新势力的推动下，悬架本身作为一个整体解决方案，国产化进程正慢慢的变快，成本也在快速下降。

  比如空气悬架，目前已经从50万以上高端豪华车配置下降到了30万甚至25万的车型。

  但如果我们继续向产业链上游探索，就会发现大量的tier2、tier3公司

  其实，空气悬架也不是什么黑科技，大部分技术在国外已经很成熟，之所以此前我们没生产，是因为过去中国基本上没有高端车品牌，自然也就没有与之配套的供应链。

  不过未来，随着中国新能源车的不断崛起，在消费的人愿意为舒适性买单的前提下，悬架量升价跌、以价换量一定是大趋势，相信凭中国公司卷的程度，在悬架领域一定能突出重围、弯道超车。

  首先明确一下概念，这里的线控转向，是指完全取消了机械连接的SBW，而不是各种EPS的变体。

  站在当下来看，虽然上一代技术R-EPS市场的国产化进程刚刚起步，还远算不上普及，但围绕SBW的故事已经在大厂以及初创公司的明确规划中了。

  比如，目前SBW已经在CyberTruck上实现了量产，另据险峰在访谈时了解到的情况，采埃孚也在降本方向上有了重大突破，预计25年左右可以上车。

  个人感觉，在SBW被乘用车市场普遍接受前，考虑其与商用车的结合，或许是一个值得探索的方向。不过，如果CyberTruck真的成为了市场所需的这根引火线、掀起了SBW的汹涌浪潮，

  整个底盘域中，线控制动起步相对较晚，可以说在很长一段时间里，汽车都还是靠着机械液压结构来刹车。

  不过目前，制动行业的大部分巨头和成熟玩家却仍处在EHB细分方案的互相厮杀之中，特别是今年，格外惨烈。

  究其原因，是因为前两年汽车缺芯，在“一芯难求”的主旋律之下，一批国内企业纷纷入场，争夺EHB国产替代的红利；但是自22年底开始，硅周期开始逆转，硅片价格进入下跌通道，整个EHB行业也迅速陷入了价格战。

  在之前EHB的红利期内，各方对EMB投入的前期预研都比较少，老牌玩家先发优势有限，而EMB和EHB在底层技术上又有着本质区别，是一种完全不同的制动解决方案。

  此时各家同时转向对EMB的研发，大家基本处于同一个起跑线，也就有了初创玩家的机会。

  从行业趋势来看，未来第一个试水的EMB的，大概率还是特斯拉。据新闻媒体报道，特斯拉与Brembo合作的前湿后干方案预计将于在2024~2025年期间量产。

  按照惯例，国内的主机厂一般希望能跟特斯拉保持在半年到一年的技术差距内，以此推算，乐观预计EMB会在2025~2026年开始放量，在国内市场量产上车。

  从市场规模看，EMB的单车量产价值约3000~4000元，预计到2030年，EMB在新能源乘用车渗透率可达30~40%，潜在规模300亿元以上，大约可容纳5~6家上市公司。

  当然，EMB自身也有一些问题是需要解决，比如早期产量爬坡前的成本偏高、法规尚未明确等，也是行业目前普遍面临的挑战。

  总而言之，站在2023年来看，处在上升期的新能源车无疑是线控技术加快速度进行发展的理想载体，基于线控技术，通过智能操控方法，变人适应车的为车适应人，最终实现自适应车辆的安全、智能驾驶，无疑也将成为决定汽车市场下半场比赛的胜负手。

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