原地掉頭的原理

極氪如何用雙電機(jī)實現(xiàn)原地掉頭

不靠四電機(jī)，為什么也能做到？

提到原地掉頭，很多人第一反應(yīng)往往是四電機(jī)或者三電機(jī)的電動車，左右車輪反向旋轉(zhuǎn)，像坦克一樣在原地轉(zhuǎn)圈。那么普通的雙電機(jī)車型能不能平穩(wěn)原地掉頭？極氪和吉利公布了一項名為“車輛原地調(diào)頭的控制方法、系統(tǒng)、車輛及存儲介質(zhì)”的專利，不是四電機(jī)，甚至不需要左右車輪反向轉(zhuǎn)，車輛同樣可以實現(xiàn)接近原地的調(diào)頭效果。

原地掉頭的原理

普通車輛轉(zhuǎn)彎，本質(zhì)依賴的是前輪轉(zhuǎn)向與整車前進(jìn)速度。當(dāng)車速很低、輪胎幾乎不滾動時，輪胎可提供的側(cè)向力下降，即便方向盤打滿，車輛也很難繼續(xù)轉(zhuǎn)向。這也是為什么大多數(shù)家用車在狹窄空間里只能來回倒幾把。

所謂原地掉頭，真正的技術(shù)難點并不在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，而在于如何在沒有前進(jìn)速度的情況下，制造一個足夠大的力矩，這個力矩需要繞車身旋轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)的四電機(jī)坦克掉頭方案，選擇了直接的方式，讓左右車輪反向旋轉(zhuǎn)，通過輪胎滑移強(qiáng)行轉(zhuǎn)動車身。但這種方案對硬件要求高，成本、能耗以及輪胎磨損都不低，很難大規(guī)模下放。

吉利/極氪如何用雙電機(jī)實現(xiàn)原地掉頭

吉利這項專利，走的是另一條路。也就是把剎車當(dāng)支點，把動力當(dāng)杠桿，根據(jù)專利摘要描述，其核心控制邏輯可以概括為一句話：一側(cè)制造強(qiáng)阻力，另一側(cè)集中輸出動力，讓車輛擰著轉(zhuǎn)過去。

在車輛原地調(diào)頭功能開啟后，系統(tǒng)會對四個車輪進(jìn)行差異化控制。以前輪轉(zhuǎn)向向左為例，轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)的左前輪會被施加制動扭矩，也就是給這個車輪施加剎車，相當(dāng)于被“釘”在地面上，成為整車旋轉(zhuǎn)的支點。同時，前軸的驅(qū)動扭矩只施加在外側(cè)的右前輪，由它負(fù)責(zé)推動車頭轉(zhuǎn)動。

真正精妙的部分發(fā)生在后軸。系統(tǒng)會停止向內(nèi)側(cè)的左后輪施加驅(qū)動扭矩，并將原本屬于左右后輪的驅(qū)動扭矩，集中施加到轉(zhuǎn)向外側(cè)的右后輪，簡單來說就是一邊輪胎被剎車剎住，所有動力放在另一邊。右后輪成為整車主要的推進(jìn)力來源，而左后輪不再干擾車輛旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)前輪一側(cè)被制動鎖定，另一側(cè)前后輪同時輸出驅(qū)動力時，整輛車就會圍繞被剎車的一側(cè)低速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向半徑被壓縮。視覺上，車輛呈現(xiàn)出類似原地掉頭的效果，但整個過程不依賴車輪反向旋轉(zhuǎn)。

不靠四電機(jī)，為什么也能做到？

這項專利之所以重要，正是因為它證明了原地調(diào)頭并不是三電機(jī)或者四電機(jī)的專屬能力。不要求左右車輪反向轉(zhuǎn)動，僅需要四輪獨立剎車系統(tǒng)本，可以精準(zhǔn)施加制動扭矩；同時需要前后軸具備獨立驅(qū)動能力，可以通過控制策略靈活分配動力輸出，也就是說，至少是雙電機(jī)車型，單電機(jī)不行。

對比來看，四電機(jī)坦克掉頭依賴左右輪反向轉(zhuǎn)動，動作直接、效果生猛，但對硬件成本和輪胎工況要求很高。吉利這項專利采用的則是剎車+單側(cè)驅(qū)動的方式，車輪始終保持同向滾動，輪胎滑移可控，調(diào)頭過程更加平順，也更適合日常道路和城市環(huán)境使用。這也解釋了專利中強(qiáng)調(diào)的一個關(guān)鍵詞——平順。這項專利并非為極限越野或炫技場景而生，而是面向量產(chǎn)乘用車，可以在狹窄空間中真實使用。

選車偵探觀點：從技術(shù)角度看，這項專利并沒有顛覆物理規(guī)律，也沒有依賴夸張的硬件配置，而是通過對制動與驅(qū)動扭矩的巧妙調(diào)配，讓車輛在低速狀態(tài)下獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力矩。但另一方面，這對于整車控制、系統(tǒng)工程和軟件能力都提出了更高的要求，需要使用算力更高的底盤控制芯片來支持，未來會普及在眾多吉利車型上。大家覺得這項技術(shù)怎么樣？歡迎討論。