汽車“坦克掉頭”功能是指車輛通過控制外側(cè)車輪正傳，內(nèi)側(cè)車輪反轉(zhuǎn)，像坦克一樣實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向或掉頭。

隨著汽車行業(yè)電動(dòng)化及智能化的發(fā)展，“坦克掉頭”技術(shù)能已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)落地，其功能的主要應(yīng)用意義就是在愈發(fā)緊湊的城市用車場(chǎng)景下，提高未來汽車的操控靈活度，也為全自動(dòng)駕駛打下技術(shù)根基，其功能擁有更具廣闊的應(yīng)用空間。

1、汽車為什么不能像坦克那樣原地轉(zhuǎn)彎？

坦克轉(zhuǎn)彎是通過兩側(cè)履帶的差速實(shí)現(xiàn)的，其原理是通過鎖住一側(cè)的履帶，靠另一側(cè)履帶正常驅(qū)動(dòng)，讓其以單側(cè)履帶為中心完成轉(zhuǎn)彎；或者是通過控制兩側(cè)履帶往相反方向驅(qū)動(dòng)，從而使其能以車輛中心為原點(diǎn)實(shí)現(xiàn)原地360°轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎半徑為零米。

坦克原地轉(zhuǎn)彎

汽車原地轉(zhuǎn)向是指汽車在原地完成轉(zhuǎn)向操作，而不需要前進(jìn)或倒退行駛。這種技術(shù)通常在狹窄的空間或者需要快速掉頭的情況下使用，例如在停車場(chǎng)或者城市狹窄的街道上。

汽車原地轉(zhuǎn)向的技術(shù)原理是通過車輪轉(zhuǎn)向和不對(duì)稱差速器的協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)向時(shí)，內(nèi)側(cè)車輪和外側(cè)車輪行駛的距離不同，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)車輪的行駛速度比外側(cè)車輪慢，這時(shí)不對(duì)稱差速器就會(huì)發(fā)揮作用，將轉(zhuǎn)向力量轉(zhuǎn)移到速度較慢的內(nèi)側(cè)車輪上，從而使車輛實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。

早期的汽車轉(zhuǎn)向普遍是采用機(jī)械式齒輪齒條轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤時(shí)，轉(zhuǎn)向齒輪會(huì)帶動(dòng)齒條左右移動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，這種轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)具有成本低，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，起缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)向費(fèi)力。

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，液壓轉(zhuǎn)向助力裝置解決了轉(zhuǎn)向費(fèi)力這一痛點(diǎn)。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了電子助力轉(zhuǎn)向裝置，通過扭力傳感器自動(dòng)施加助力，讓汽車轉(zhuǎn)向更加輕松和安全。

汽車轉(zhuǎn)向裝置

總而言之，坦克和履帶車輛都是通過兩側(cè)速度差進(jìn)行轉(zhuǎn)彎和調(diào)頭的，可以原地調(diào)頭和轉(zhuǎn)向。

輪式車輛要實(shí)現(xiàn)“坦克調(diào)頭”，設(shè)計(jì)復(fù)雜、成本高，且轉(zhuǎn)彎舒適性和線性較差，經(jīng)濟(jì)性不如前輪直接轉(zhuǎn)向。

2、哪些車企已經(jīng)掌握了汽車原地轉(zhuǎn)向技術(shù)？

而隨著新能源的技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，電動(dòng)四驅(qū)的技術(shù)從理念達(dá)到了量產(chǎn)化的運(yùn)用，電動(dòng)四驅(qū)可以省去傳統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，釋放駕駛室空間，車內(nèi)空間布局更加自由。

目前，傳統(tǒng)的集中式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逐漸開始向分布式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展，并逐步實(shí)現(xiàn)四個(gè)車輪之間扭矩大小和方向上的解耦。

實(shí)現(xiàn)車輛四個(gè)車輪的獨(dú)立控制一般有『輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)』與『輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)』兩種方案。

『輪轂電機(jī)』將動(dòng)力裝置和傳動(dòng)裝置都整合到輪轂內(nèi)，將電動(dòng)車輛的機(jī)械部分大大簡(jiǎn)化，取消半軸、萬向節(jié)、差速器、變速器等傳動(dòng)部件。

輪轂電機(jī)機(jī)構(gòu)示意圖

『輪邊電機(jī)』輪邊電機(jī)擁有四個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，位于車輪外部，動(dòng)力通過輪邊減速器傳遞至車輪，取消傳動(dòng)軸和差速器，只需要電機(jī)和與之配套的電控和變速器等各種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)其還能夠各自獨(dú)立控制四個(gè)車輪，基于四電機(jī)矢量控制更精準(zhǔn)地控制車身姿態(tài)，優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)效率高、能耗低、使用成本低。

比亞迪輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

目前，實(shí)現(xiàn)車輛原地轉(zhuǎn)向的車型主要有比亞迪仰望U8、RIVIANR1T、奔馳EQG、極氪001fr以及現(xiàn)代IonIQ 5。

比亞迪仰望U8：在易四方平臺(tái)上將底盤域和動(dòng)力域的高度融合，原地掉頭能夠精準(zhǔn)控制角度和轉(zhuǎn)速，且已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

易四方平臺(tái)技術(shù)對(duì)汽車電氣結(jié)構(gòu)是一次顛覆性的升級(jí)，遠(yuǎn)不止是原地掉頭這么簡(jiǎn)單，能實(shí)現(xiàn)極限遠(yuǎn)高于燃油汽車和傳統(tǒng)新能源汽車的ABS、ESC、主動(dòng)安全、四輪驅(qū)動(dòng)、線控轉(zhuǎn)向等功能。

比亞迪仰望U8原地轉(zhuǎn)向

奔馳EQG：第一次在沙地測(cè)試，第二次在灑了水的鋪裝路面測(cè)試，旋轉(zhuǎn)速度較快且有偏移。

在附著力比較低的沙土路面上進(jìn)行演示，即便在掉頭時(shí)，某個(gè)輪胎的動(dòng)力輸出不夠精準(zhǔn)，最多也只會(huì)導(dǎo)致車輪打滑或空轉(zhuǎn)，但在高附著路面上車輪難以打滑，很可能會(huì)失控引起危險(xiǎn)。

RIVIAN R1T：只發(fā)布了樣車，最終沒有上市發(fā)售。

RIVIANR1T原地轉(zhuǎn)向

比亞迪仰望U8、RIVIAN R1T、奔馳EQG、極氪001fr都采用『輪邊電機(jī)』控制技術(shù)，每一個(gè)車輪都配備獨(dú)立的動(dòng)力源；而現(xiàn)代IonIQ 5采用『輪轂電機(jī)』控制技術(shù)，為前后軸都配備了近90度的轉(zhuǎn)向裝置，不僅可以完成原地掉頭，更可像螃蟹一樣橫著走。

現(xiàn)代IonIQ 5：將車輪的懸架、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向組合成一個(gè)獨(dú)立組件連接到輪轂電機(jī)上，但還沒有搭載量產(chǎn)車上，只是作為一輛技術(shù)進(jìn)行了展示。

現(xiàn)代IONIQ5原地掉頭

極氪001fr：搭載了純電性能的黑科技—ZVC極氪扭矩矢量控制，四輪扭矩矢量控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)四個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過智能算法，精準(zhǔn)分配、獨(dú)立控制每個(gè)車輪的扭矩輸出。

極氪001fr

3、原地轉(zhuǎn)向技術(shù)如何測(cè)試？

汽車原地轉(zhuǎn)向功能是指車輛搭載由四電機(jī)組成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)四輪扭矩矢量控制，通過控制外側(cè)車輪正傳，內(nèi)側(cè)車輪反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向或掉頭。可以提高車輛的靈活性，掉頭范圍更小，適應(yīng)狹窄場(chǎng)地和擁堵環(huán)境的駕駛需求，使自動(dòng)駕駛車輛獲得更高的環(huán)境適應(yīng)能力。

基于汽車原地轉(zhuǎn)向功能的原地轉(zhuǎn)向技術(shù)測(cè)試前期通過臺(tái)架開展功能性驗(yàn)證和標(biāo)定，后期再上實(shí)車進(jìn)行路試。

原地轉(zhuǎn)向技術(shù)測(cè)試：以前驅(qū)動(dòng)軸或后驅(qū)動(dòng)軸為例，在總成臺(tái)架上表現(xiàn)為兩根半軸以相反的方向旋轉(zhuǎn)，同側(cè)扭矩和轉(zhuǎn)速方向相同。

原地轉(zhuǎn)向的電驅(qū)動(dòng)總成為雙電機(jī)結(jié)構(gòu)，其測(cè)試臺(tái)架主控系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)兩個(gè)測(cè)功機(jī)等速但相反方向控制，同側(cè)扭矩和轉(zhuǎn)速方向相同。

雙電機(jī)測(cè)試

原地轉(zhuǎn)向技術(shù)測(cè)試設(shè)備為電驅(qū)動(dòng)總成測(cè)試臺(tái)架，主要包括電力測(cè)功機(jī)、變頻柜、上位機(jī)控系統(tǒng)、HIL系統(tǒng)，電池模擬器、功率分析儀、水冷設(shè)備等。

理論上來說，隨便搞個(gè)四電機(jī)的車型，設(shè)定一套專門的原地轉(zhuǎn)向程序?qū)崿F(xiàn)看似一樣的功能確實(shí)不難。但傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈里ESC和動(dòng)力是分屬不同企業(yè)的，這種需要制動(dòng)和動(dòng)力精密配合的功能。

汽車原地轉(zhuǎn)向在狹窄的道路、擁堵的城市停車位等特殊場(chǎng)景下，這項(xiàng)功能可以提供極大的便利性和實(shí)用性?？雌饋砗苋菀?，原理也很明確，但卻不是那么容易實(shí)現(xiàn)的，要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制就更是難上加難。

汽車原地轉(zhuǎn)向功能在某種意義上也代表了企業(yè)在技術(shù)投入上的不同態(tài)度，也是在底盤技術(shù)高低上的分水嶺。

從技術(shù)角度看，原地掉頭功能的實(shí)現(xiàn)反映了在新能源驅(qū)動(dòng)技術(shù)上的深厚積累，也代表了新能源汽車技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)，也是中國(guó)新能源汽車技術(shù)進(jìn)步和中國(guó)汽車品牌在高端市場(chǎng)的成功突破的一個(gè)重要標(biāo)志。