沙漠里，电动车已经跑得比燃油车好了？

出品 | 虎嗅汽车组

作者 | 李文博
编辑 | 周到
头图 | 电影《疯狂麦克斯4》
《暗信号·发现智能汽车的100个创新》专题由虎嗅汽车出品。聚焦于智能汽车正在发生的关键创新点，结合产业、商业以及用户视角，为读者解码智能汽车产业正在发生的关键创新，并分析其背后的技术原理，以及将带来的变化。
2022年，开电动车跑长途已经不算是一件非常冒险的事情，开着电动车去沙漠里越野才算。

“你说的是开车半小时、充电两小时的电动车和前不着村后不着店的真实沙漠吗？”
“是的。”
“那我真的会谢，老老实实开个油车去不行吗，干嘛非要自讨苦吃。”

可这群来自奔驰的工程疯子，就爱自讨苦吃，他们不仅把纯电动的大G开进沙漠，还让它原地起舞，来了段漠上芭蕾，这可把坐在高头大马丰田越野车里的榜一大哥给看傻了。
“我的陆地巡洋舰，不香了？”

在奔驰EQG的电动语境里，如探囊取物般轻松完成的“坦克掉头”动作，对搭载传统机械四驱的燃油车来说，并不简单。在中国品牌车型坦克300出现之前，能完成这一整套动作的，都是丰田兰德酷路泽、雷克萨斯LX570这类昂贵又稀缺的化石级硬派越野车。

真·坦克掉头
2012年上市的第九代丰田兰德酷路泽（LC 200）上，搭载了一项名为“弯道辅助”（Turn Assist）的功能。丰田开发该功能的初衷，是因为这些中大型越野车的轴距较长，面对一些极窄且角度极大的弯道时，即便方向盘转到底，也无法顺利通过。在“弯道辅助”功能打开的情况下，LC 200上的行车电脑可以自动对转弯内侧的车轮施加制动力，让车辆以内侧后车轮为圆心完成转动，不用来回倒车，减小转弯半径，增强通过能力。
想利用机械四驱实现“坦克掉头”，LC 200的四驱系统算最低配置了：托森C型中央差速器、前、中、后三把差速锁、分动箱、蠕行模式（低速驾驶辅助系统）。操作步骤也不少：1、挂N挡；2、开启低速四驱；3、挂D挡；4、开启蠕行模式，松开刹车；5、方向盘打到底；6、开启坦克调头功能，通过方向盘上的按钮控制车速。

雷克萨斯LX570，我想说谢谢你
硬件复杂，操作复杂，还只能限定在非铺装路面上使用，机械四驱的局限性在极窄路掉头这一场景下被成倍放大。一位长期在传统品牌内长期负责SUV车型定义与规划工作的车厂员工在看完奔驰EQG的表现后，也不由得感叹“确实比燃油车调头更加厉害，撇开在实际越野场景中的实用性不谈，不能不说这是电机带来的一种进步。”
但，这是否意味着机械四驱统治汽车的时代走到尽头，电动四驱即将戴冠登基了呢？
其实不然。首先，这句话说对了一半。正如纯电动车一定会取代燃油车那样，电动四驱也一定会取代机械四驱，问题是到底要花多久；其次，如前文那位车厂员工所言，对一台越野车，特别是硬派越野车来说，“在实际场景中的实用性”是不可能抛开不谈的话题。
对越野车来说，日常使用场景主要分为两类：长途穿越和极限通过。听起来都很野，但本质上是两码事。长途穿越意味着旅程的公里数很长，耗时很久，短则一个月，长则半年。其中面对的道路环境虽多变但相对可控，公路、泥路、砂石路、高原雨林、大漠戈壁等。丰田LC 200、丰田普拉多、三菱帕杰罗、日产途乐等日系越野车，就是为适配该场景而生的，它们的目标很简单：把车主从起点完整地带到终点，再顺路顺手救一下坏在路边的其它大家伙。
对丰田LC 200类的越野车来说，第一要务是可靠性。经久耐用不仅要体现在平直顺畅的铺装路面上，更要体现在崎岖刁钻的非铺装路面上，要有让车主从各种道路环境中全身而退的底气。
举个更极端的例子，现代越野车的活化石丰田LC76，整车现代化设备，电脑程序和高精尖新材料几乎没有，底盘全钢铁构件，没有自动变速箱，没有全时或适时四驱，5挡手动变速箱加机械分动器，靠“粗粮粗作”实现皮实耐用，这样一台车开进条件恶劣的地方，可坏的零件几乎没有。实话实说，如果是一位没怎么接触过越野的人第一次瞅见丰田LC76的内饰用料和弹簧钢板后悬挂，根本都不会再看它第二眼。但在荒无人烟的绝境中，LC76远比那些车顶装个行李箱，玻璃上贴几张贴纸就敢自诩“越野车”样子货来得放心。

相比有日系越野车争奇斗艳的长途穿越细分市场，极限通过细分市场落寞冷清很多，多年来也只有一棵独苗：Jeep牧马人。你经常会看到有四个超大轮子，爆改后的牧马人攀爬各种形状的石头。事实上，开着牧马人去攀岩是美国人民的爱好之一，使用场景是先开上100公里铺装公路，穿过一小段隐秘在山林之间的非铺装路面来到这条35公里长的Rubicon Trail，别看只有35公里，但各大知名越野网站普遍将它的穿越时间设定为3天，最快也要2天半，难度属于极限通过门类的毕业考。多年来，爆改牧马人是这条路上的常胜将军。要知道，《Top Gear》美国版节目组曾尝试驾驶一辆台丰田4Runner挑战Rubicon Trail，但最终只完成了三分之一。

Jeep利用Rubicon Trail这样的极端场景开发了许多领先的越野技术和车体结构，如4:1分动箱、高强度底盘防护板、整体式前桥、断开式平衡杆和长行程多连杆悬架等，并将这些技术下放到了更亲民的城市SUV车型上。
对越野这件事，Jeep品牌产品规划负责人顾子程有自己的看法，他认为越野不存在硬壁垒，每个品牌都能做，但软壁垒不少，也是决定越野纯正度的核心要素。
“一是产品要取舍，空间，舒适性，操控，NVH，越野性能，燃油经济性等，有一些属性一定程度是互斥的，取决于这个品牌想做什么样的产品给消费者；二是积累，燃油车上同样的底盘硬件，不同的制动抱死标定，会有完全不同的驾驶体验，成熟体验都是经过很多代产品迭代后累积形成的。”顾子程说。
丰田LC 200和Jeep牧马人两个产品案例告诉我们，机械四驱的优势是技术成熟，极端路况下通过能力强，耐久度高，如果发展的够好，可以成为品牌特征标识；劣势是零件复杂，动力来源单一，反应较慢，部分操作对驾驶者的经验与水平有要求。
机械四驱的命运是与燃油车紧紧捆绑在一起的。燃油车是市场销售主力，机械四驱就不会被清理出版图，至少短时间内不会。

如果足够细心，你会发现奔驰EQG的“坦克掉头”动作无论是执行流畅度、旋转范围、实时车速和持续时间，都超过坦克300、丰田LC200和雷克萨斯LX570一大截。EQG甚至可以360度连续旋转，实现原地掉头。当搭载机械四驱的燃油车还在艰难龟速的“坦克掉头”时，电动车已经开始跳起“芭蕾”了。

正在跳舞的Rivian电动皮卡
完成这套动作，并不需要复杂的三把锁、分动箱、差速器，4个电机+一套程序足以应对。如果哪天奔驰觉得360度原地打转不够过瘾，想一次性来个1080度满分动作，只要开发一套新四驱程序逻辑，再OTA到车上就完事了，非常符合“软件定义汽车”的时代背景。
让四个车轮独立运动，实现手段有轮毂电机或轮边电机两种。
其中，轮毂电机将动力、传动和制动装置整合到轮毂内，说直白点就是把发动机装在车轮里。根据电机转子形式分成内转子式和外转子式两种。优点是省去了差速器、半轴和二级变速装置等部件，简化结构，优化传动效率，依靠搭载数量和位置实现前驱、后驱或四驱。缺点是大幅度增加簧下质量和转动惯量，影响操控性，恶劣工况下耐久性不足。

轮毂电机不是什么新鲜的先进技术，早在1900年，前轮装备轮毂电机的电动汽车就已经被制造出来了。20世纪70年代，轮毂电机技术大量运用在在矿山运输车上。如今的电动自行车，也都采用轮毂电机驱动。
有100多年历史的轮毂电机技术至今无法在乘用车上量产，是因为普通乘用车的轮边空间实在太过有限，容不下集成度如此之高的零件。同时，轮毂电机的制造、维修成本很高，不适合批量搭载。
相比之下，轮边电机的可行性就要强不少。轮边电机是指每个车轮由单独电机驱动，但电机是通过传统装置，如传动轴连接到车轮上的。一套轮边电机由一台电机和减速器组成，没有主减速器和差速器。优势是能量利用率高；缺点是电机控制逻辑复杂，在不同行驶工况下该调用哪台电机，释放多少转矩和扭力，释放多长时间，都有讲究。轮边电机的系统驱动精细度很高，但越精细，控制逻辑就越复杂，研发成本就越高。

以奔驰EQG的身型和定位，偏向采用轮边电机设计，原因有二：第一，原地掉头需要精细度极高的车轮微操，轮毂电机无法实现；第二，现有悬挂承担不住轮毂电机重量，即便是EQG也必须安装奔驰专为电动车开发的高刚性后桥。
再来看两个电动四驱的例子，分别是传统车厂奥迪和新势力特斯拉。
在机械四驱的世界里，奥迪Quattro是一定有姓名的。1980年在日内瓦车展首次亮相的这套全时四驱技术，经历6次更新成为奥迪的招牌本领之一。Quattro在公路性能和通过性能间取得平衡，其心脏是纯机械结构的托森中央差速器。几十年的时间里，Quattro经过大量WRC 赛车运动恶劣赛道环境和持续高负荷状态考验，这是它高可靠性和高稳定性表现的根基。
但是这套机械Quattro并不适用于电动车。奥迪在2019年推出的电动车e-tron上，浅尝了一下电动四驱，具体做法是前后双电机，行驶中的车辆动态由 ECP 电子化底盘平台搜集各传感器信息监视，处理后根据路况对 DCU 传动控制单元发出动作信号，前后双电机对动力输出比例进行调配与控制。

日常行驶中，奥迪e-tron是台纯后驱车，只依靠224马力的后轴电机前进。在激烈驾驶、雪地泥泞等需要更多抓地力的工况下，前轴电机才会介入，共同输出360马力、561牛·米的动力。奥迪认为电动四驱有两大好处：第一反应快，与机械四驱相比，电动四驱从感知器计算到电机开始进行扭矩分配只需 0.03 秒，是机械四驱的 1/4 ；第二，扭矩分配自由度高，电动Quattro在过弯的时候，可以向外侧车轮释放最多220牛·米的扭矩，让整车的横摆响应更快更准，简单来说就是“指哪打哪”，“车随心动”。
同样采用前后双电机布置的还有特斯拉，以Model Y高性能版为例，前桥和后桥中部分别安装一台驱动电机，两台电机分别对前后轮进行独立控制，两台电机功率不同，行车电脑根据路况和动力要求为前后轮分配扭矩，实现电动全时四驱。
相比主要依靠硬件的机械四驱，电动四驱抱紧的是软件的大腿，高度自由的软件在必要时可以完全切断前轴或者后轴的输出动力，这是机械四驱无法实现的。软件的开发与升级能力，是电动车时代四驱系统的核心竞争力。
现有电动四驱的短板是硬派越野场景下的极限路况，比如在只有一个车轮有附着力的情况下，有三把锁的车型可以将动力全部传输至该车轮，进行脱困尝试。但像特斯拉Model Y和奥迪e-tron这样的前后双电机四驱车型，在该场景下，前轴电机下线，只靠后轴电机很容易动力不足，脱困难度大，耗时长。即便采用四轮轮毂电机，该场景下的整车动力也被封印到只有四分之一，脱困更是难上加难。

顾子程认为，电动时代的越野车，一定会有更好的加速性能，但是不代表具有更好的越野性能。“这和高性能整车是一个类型的概念，强大的越野性能是基于整车来谈的，而不是电机，需要取舍，更需要积淀。”
这个观点很中肯，唯一焦虑的地方是，这个时代给机械四驱留下的时间不多了。电能可以用难以想象的速度，迅速抹平燃油车价格与性能间的强关联，同样的差距消除大概率也会发生在四驱系统上。
时代淘汰差速锁、差速器、分动箱的时候，连招呼都不会打一声。电动四驱下放到家用车，成为人人用得起的普惠技术时，也不会提前通知雷克萨斯LX570和丰田普拉多。
比亚迪发布的“iTAC智能扭矩控制系统”就是一个典型案例，简单来说，iTAC改正了现有ESP系统侦测精度不高、纠偏措施不足、只能通过制动力控制车身姿态的缺点，加入电机旋变传感器，提升感知精度，在车轮抓地力发生异常但还未发生打滑时，提前调整前后扭矩分配，防止出现打滑。
传统的轮速传感器感应最小刻度为7.5度-11.25度，比亚迪iTAC电机旋变传感器的最小刻度为0.088度，数十倍提高了车轮转角感应精度。

iTAC的纠偏措施与ESP逻辑不同，主要是通过扭矩转移来实现。车辆后轮打滑时，iTAC会降低后轮扭矩或输出负扭矩，提高前轮扭矩，维持车辆姿态稳定的同时，保持动力输出。缺憾的地方在于ESP可以在前后左右四个方向进行姿态控制，但iTAC目前只能控制前后，对左右无能为力。
比亚迪曾表示，研发iTAC是为了取代以燃油车为设计母体的ESP。从思路上看，iTAC的设计母体是电动车，计算依靠车身控制器，采样依靠电机旋变，充分利用了电机精度高、响应快的优势，如果加入制动力分配，就是完整的电动车ESP解决方案了。

世界首款全时四驱车型——斯巴鲁 Leone旅行版
更有意义的地方是，iTAC会下放到海豹这样的车型上，成为电动车的“Quattro”平替，这是一件好事，越来越多的消费者可以用合理的价格买到电动四驱车型。要知道，斯巴鲁在首创四驱系统时的初衷，就是为雪地山区用户，打造一款有一定通过能力，又舒适好开的民用轿车，四驱系统的大面积普及，也是拜全球范围内兴起的滑雪和钓鱼之风所赐。四驱系统取之于安全，理应用之于安全。

在现有汽车公司推出的纯电造车平台和电气化架构中，机械四驱很难找到生存空间，零件多、体积大、分量重、效率低、提升少、壁垒多，与电动车偏爱的集中式架构的主流方向背道而驰。且机械四驱一旦确定结构，很难更改，电动四驱则可以通过软件在前驱、后驱和四驱间自如切换。

机械四驱VS电动四驱
如果据此就说机械四驱大限将至，未免有些草率。除了耐久度这个尚未攻克的课题外，电动四驱还需针对性提升后桥刚度和整车刚性，来应对电机的扭矩输出特性。强如奔驰EQG，也得上专用电动越野车底盘、独立悬架前桥、高刚实心轴后桥，这样一套新式增强件的成本，是否高于一套成熟的机械四驱价格，最终映射到消费者上的车价是否会上涨，都还没有答案。

机械四驱和电动四驱的朝代更迭，像极了自动挡渐渐取代手动挡，电动车渐渐取代燃油车的过程，大家都知道那一天终将来临，但大家都不知道那一天到底是哪一天。不过，无论是机械四驱还是电动四驱，买之前还请多掂量掂量，毕竟在全球知名车评人Jeremy Clarkson的嘴里，四驱都是“弱者用的”。

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