从空气悬架到后轮转向，电动车开始重新发明底盘了

后轮转向是小鹏 X9 研发投入最高的硬件单品。

文丨吴晓宇 杨星（特约作者）
编辑丨王海璐

2023 年最后几个月，从 MPV 车型小鹏 X9、理想 MEGA、魏牌高山、沃尔沃 EM90，到大六座 SUV 问界 M9，车长超过 5 米、轴距超过 3 米的新能源大车扎堆亮相。

大车的痛点是转弯 “笨”，难停车、难掉头。为了解决这个烦恼，小鹏 X9、特斯拉电动皮卡 Cybertruck 都搭载了后轮转向功能。理想 MEGA 由于没有用后轮转向引发了一些讨论。

后轮转向能让汽车的后轮像前轮一样实现一定角度的转向，一般在 ±5 度之间。传统的汽车设计中，汽车只有前轮可以操控转向。后轮转向可以让车辆在低速行驶时，后轮旋转方向和前轮相反，减小了转弯半径，方便驾驶员转弯或掉头；高速行驶时，车辆前后轮转角方向相同，后轮主动转向能中和掉前轮的过度转向，提升车辆的行驶稳定性和安全性。

后轮转向并不是新技术，但由于成本昂贵，一般只用于豪华品牌的中大尺寸车型上。奔驰 S 级、宝马 7 系、保时捷 Panamera 、兰博基尼 Urus 都搭载了后轮转向技术。

造车新势力最早比拼续航和加速度，紧接着开始智能驾驶竞赛。去年到今年，电动车也开始卷底盘了，先是让 30 多万的车用上了空气悬架，现在又开始普及后轮转向。

一位后轮转向方面的工程师认为，电动车开始卷底盘，一方面是由于智能底盘和自动化技术息息相关，特斯拉引领了智能底盘的变革，让电动车的驾驶性能提升有了新的可能性；另一方面，是由于电动车的三电系统取代了燃油车的发动机、变速箱，在空间布置上具备先天优势。

底层技术的变革，让电动车在底盘这个燃油车时代的核心技术领域也有了提升的空间。

日本发明后轮转向，让大车在窄路上行驶

后轮转向技术诞生已有百年。1907 年，日本申请并发布了第一个四轮主动转向的专利。二战期间，美国将这种四轮驱动技术（4WS）用于军工车辆，来提高车辆的机动性能。

1980 年代，日本厂商让后轮转向技术大放异彩。彼时，日本经济高涨，公众开始追捧大型轿车。因为道路狭小、城市化率高，日系车需要更小的转弯半径，日本各大车商于是开始了对四轮转向技术的研究。

1985 年，后轮转向首次被用在乘用车上。日产将自研的 HiCAS（电控液压主动转向系统）首次搭载在 R31 Skyline 车上。这是全球第一款搭载四轮主动转向系统的乘用车。

本田的四轮转向技术于 1987 年首次与公众见面，当时采用的还是机械式四轮转向，方向盘通过长长的拉杆直接控制后桥的转向机。首次搭载这一技术的车型是本田第三代 Prelude ——基于雅阁平台的双门运动车。从 1992 年开始，本田在第四代 Prelude 车型上把机械式电驱系统换成了主动式电控四轮转向。

主动式四轮转向，也被称为主动式后轮转向，就是在车辆的后轴上布置一个转向电机，通过电机来驱动螺母带动丝杆产生轴向移动，从而推动转向拉杆，来实现车轮的角度转向。

日本厂商发明了后轮转向技术，但这股热潮却很快散去。主动式后轮转向成本昂贵，伴随日本经济泡沫的出现，2000 年后，日系车厂大多不再热衷这一技术。

但几乎同一时间，欧洲车厂开始跟进，在后轮主动转向外，他们采用了新的方式——后轮随动转向。1991 年，雪铁龙发明了后轮随动转向技术，并率先搭载在 ZX 车型上。

与主动式后轮转向不同，后轮随动转向结构简单，成本低廉——是通过在车身和悬挂之间布置一些柔性材料（比如橡胶衬套等），让后轮在车辆转向时悬挂产生弹性变形，来改变后轮转向角度。但由于橡胶衬套的硬度，2-3 度的转向角度就是后轮随动转向的极限了。

主动式后轮转向，被欧洲车厂用于更豪华的大车上。

2008 年，搭载四轮转向系统的全新宝马 7 系正式上市。同时，宝马 5 系、6 系也可选装带有四轮转向技术的选装包。2011 年，英菲尼迪 M37S 上市，通过电磁阀控制悬挂轴套变现来实现后轮转向。之后，奔驰 S 级、保时捷 Panamera 和兰博基尼 Urus 都配备了后轮转向。

据《晚点 Auto》统计，带有后轮转向功能的燃油车价格大部分在 60 万—300 万元，轴距大多在 3.0 米，车长超过 5.1 米。搭载后轮转向车型的价格有走低趋势，上一代凯迪拉克 CT6 高配版配备了后轮转向，对应终端价格是裸车价 33 万-35 万元。全新凯迪拉克 CT6 取消了后轮转向的配置，选择在智能化上增加投入，搭载了 8155 芯片和全新一代车机系统。

轴距长，在转弯时需要更长的转弯半径，这会导致车辆难以驾驶，降低其通过性。后轮转向技术可以大幅降低转向半径，来实现开车的灵活性、行驶的安定性，与更好的操控表现。

后轮转向很多时候作为昂贵的选配出现。奔驰还尝试过另一种模式，像特斯拉 FSD 一样，在奔驰 S 级、EQS 上预埋硬件，用户付费解锁才能使用， 4998 元一年。解锁后，该车型的最大支持转角从 4.5 度提升到 10 度。但这一模式引起了不小争议，为此功能付费的车主并不多。

电动车更容易搭载后轮转向

电动化时代来临，后轮转向技术开始被搭载到大型电动车上。与燃油车相比，电动车实现后轮转向有着先天的优势。

后轮转向和电子电器架构息息相关。传统燃油车采用分布式架构，用七八十、甚至上百个 ECU（Electronic Control Unit，电子控制单元）去控制包括车辆发动机、变速箱在内的底层执行零部件。分布式架构的控制逻辑复杂，不利于软件集成。

电动车时代，分布式架构开始走向集中，由动力、车身、底盘、座舱、自动驾驶五个 DCU（Domain Controller Unit，域控制器）对车辆进行集中控制，传统底盘向以软件为核心的智能底盘进化。

“电动车时代，车企在有了更强的域控能力之后，能对底盘做更多的控制。他们自然会对底盘提出更多自动化的要求。” 一位小鹏的工程师总结。

在空间布置上，电动车也有一定优势。上述工程师对《晚点 Auto》解释，燃油车的发动机和变速箱自身体积较大，布置时，需要为二者预留较大的空间。而电动车的驱动电机体积小于发动机，这就给空气悬架、后轮转向等底盘部件留出了空间。

在底盘技术上面，“电车比油车走得快了很多步。” 小鹏工程师表示。消费者对中高端车型的智能化和高级感有很高的诉求，这也使得 “电车将一些高级别的技术快速往下拉”。

2020 年 9 月，高合 Hiphi X 上市，搭载了后轮转向技术，是国内新势力自主开发的汽车中第一款配备该技术的纯电车型。

去年下半年以来，搭载后轮转向的电动车快速增多，且价位越来越低。小鹏 X9、智己 L7、高合 Hiphi Y 等车型都搭载了后轮转向技术。其中，智己 L7 将后轮转向技术的门槛拉低至 33.88 万元。

一位小鹏汽车人士对《晚点 Auto》表示，2021 年小鹏 X9 立项时，小鹏汽车 CEO 何小鹏对这款车的要求是做一个好开的、家庭的、大七座车。对 “好开” 的要求，让 X9 选择了搭载后轮转向技术。

传统的 MPV 强调车内空间，不够灵活，再加上一般是司机在开，不重视驾驶体验。为了让 X9 好开，小鹏在立项之初就定下了让后轮转向技术上车，并在底盘团队内组建了一支后轮转向团队。

为了做好后轮转向，小鹏对空气悬架、前轮转向都进行了重新设计。

“老一代豪华燃油车的设计思路是专注于对后轮转角的打磨，但他们很少在前轮转角上下功夫。” 上述小鹏人士称。

一般后轮转向的前后角度不超过 5 度 ，但第六代奔驰 S 将后轮转向角度提升至 10 度。这使得奔驰 S 级的转弯半径只有 5.65 米，和紧凑型 SUV 车型 smart 精灵#1 的 5.5 米相当，驾驶员能在狭窄的空间自若地行驶。

“一台 S 级的奔驰车在转弯半径上的表现优于 A 级车，它确实属于改变游戏规则的产品。” 奔驰 S 级总工程师尔根·魏辛格（Jürgen Weissinger）夸赞。

但也有业内观点认为，奔驰 S 在提高了性能、灵活度的同时，“驾驶员在低速行驶时会感到突兀”。

何小鹏要求 X9 在搭载后轮转向技术后，“既能像小车一样灵活转动，又不能给驾驶员突兀的感觉。” 上述小鹏人士称。经过多次试验，小鹏的底盘团队没有选择激进的后轮转向角度，而是将之设定为 5 度，和奔驰 S 级的标配版相当，但对前轮转角做了更多的调教。

一般而言，中大型车的前轮转角在 30 度—39.6 度。小鹏底盘团队将前轮转角调至 41.5 度。前、后轮转角叠加，小鹏 X9 转弯半径为 5.4 米。

最大转向角度过大，也有挑战。此前车企的顾虑是，前轮转角过大，会导致内外车轮转角差的增大，从而不仅加剧轮胎的侧滑和磨损，还会加大齿条、电机的压力。为了解决烦恼，小鹏联合米其林、普利斯通和邓禄普，针对 X9 开发了 Highload 轮胎，在国内首次投入使用。

成本，仍是最大的考验

后轮转向能让车在转弯时更灵活，但也有两个弊端，第一是会挤占后排空间，第二是成本高昂。

今年 11 月，理想工程师在接受媒体采访时表示，理想 MEGA 不用后轮转向，原因之一是 “光是预留后轮转向的空间，MEGA 的后轮拱就要扩大不少，后果是侵占了乘员舱的空间。”

“后轮转向需要布置空间，空气悬挂、连续减震控制系统（CDC）也需要布置空间，后控的刚性还需要被满足”，一位新势力人士感慨，对于大车来讲，在后面部分塞这么多东西，同时还要确保后排的乘坐空间是舒服的，“本身就是一个对布置的挑战。”

小鹏 X9 解决空间问题的方法是，把转向器布置在副车架前端，避免过多侵占后部空间。同时，用 H 臂多连杆后悬架替代传统的五连杆悬架。

五连杆悬架由三个控制臂和两个连杆组成，机械元件多，结构较复杂，更容易占用空间。而 X9 采用的 H 臂多连杆后悬架是一种单连杆结构，包括上控制臂、下控制臂和连杆等元件，整个后悬架可以集中在副车架的范围内，一般不会超出轮心布置，有利于节省空间。

市面上，后悬架为 H 型臂多连杆悬挂的车型还有蔚来 ES7、ES8，这些车型暂时还没搭载后轮转向技术。

后轮转向上车的另一大考验是成本。《晚点 Auto》了解到，一套后轮主动转向系统的硬件采购成本目前在 1 万-2 万元，是电池以外，车上最昂贵的零部件之一。一位接近小鹏的人士透露，在 X9 的研发费用中，“后轮转向技术是单项最贵的那一个”。

除了硬件成本，搭载后轮转向系统还要投入比较高的研发和实验费用，比如 X9 对悬架进行了重新设计，软件标定和测试都需要消耗大量的人力和时间。

目前后轮转向的供应商主要是国际大厂，采埃孚、大陆和舍弗勒是主要供应商。据采埃孚，采埃孚首创的后轮转向（AKC）于 2013 年首次在保时捷 911 上量产，截至今年 12 月，全球和中国市场占有率超过 50%。

中国尚未有后轮转向供应商成长起来，推出有竞争力的国产替代品。一位新势力人士认为，这一方面是由于后轮转向的价格高，普及率低，尚未形成规模效应。另一方面，是研发代价高，平台架构的设计之初，就要把后轮转向考虑进去，还需要经历比较严谨的标定、联调、测试、验证的过程。

空气悬架市场最初也被国际大厂占据。2019 年，大陆、威巴克、AMK 三巨头占据了全球空气悬架市场份额的 80%。但过去 5 年，中国供应商孔辉、保隆等抓住了机会，成为了这一领域的龙头。今年上半年，孔辉的空气悬架市占率接近 40%。据本土供应商透露，目前国内空气悬架的价格已经是国外供应商的 70% 左右。

在市场竞争催生的军备竞赛中，后轮转向或许也有这一天。

题图来源：视觉中国