第2章
全智能化：車輪上的電腦

7分25秒231，特斯拉再次征服了紐北賽道。

2023年6月3日，特斯拉新款Model S Plaid以7分25秒231的成績，刷新紐博格林北環賽道量產電動車的圈速紀錄，比此前保時捷Taycan創下的紀錄快了8秒多。這款已問世11年的豪華轎跑，依然以其經典的外形和不斷升級的強大性能，被譽為豪華電動車產品里的標桿。

2012年6月22日，第一批10輛Signature版Model S在美國加利福尼亞州交付，它以57 400美元的起售價讓電動車大規模市場化終于成為現實。同年年底，《汽車趨勢》雜志首次把年度最佳車型獎頒給了一款電動車，并且認為“特斯拉Model S是令人震驚的冠軍之作”。

更重要的是，Model S作為第一款用軟件驅動硬件的智能車，開啟了“軟件定義車輛”的探索之旅。

從一張白紙開始

從19世紀60年代開始，汽車行業極少變革。所謂的新產品都是在原有產品設計的基礎上改造而來，業內認為“使用可互換平臺”在某種程度上加劇了這種“僵化”。

“平臺”一開始指的是車輛的物理底盤，包括底盤、軸、懸掛、轉向和動力系統。后來平臺的涵蓋范圍擴大了，這一概念還包括設計、工程和制造過程。

在嘗試做電動車時，傳統車企還是依賴“平臺”的理念，其推出的車型基本上都是在燃油車的平臺上用電動系統替代之前的動力系統。然而，這些車的性能和燃油車相比并不突出，甚至不如后者，因此都沒有成為市場中的現象級產品。

Model S的誕生打破了汽車行業維持了半個世紀的潛規則。特斯拉在設計Model S時，吸取了“Roadster使用路特斯Elise底盤”的教訓，沒有選擇在傳統燃油車的基礎上進行改裝，而是從一張白紙開始設計這輛全新的電動車。

以電池包為例，如果參考燃油車油箱的位置，許多設計師會選擇把它放在車輛的后部——不少傳統車企品牌車輛的設計就是如此，尾部通常呈龜背形，顯得笨重。但是如果拋棄固有思維，用馬斯克常說的第一性原理（即找到問題最開始的起點）思考，就會得出這樣的結論：放置電池包的最佳位置是底部，它使車輛的重心很低，更加安全。特斯拉首席設計師弗朗茨·馮·霍茲豪森在描述這種結構時說：“很像滑板，底部是電池包，電機位于后輪之間，這上面的一切都大有可為。”

Model S的電機比同等功率的燃油車發動機要小得多，可以安裝在輪轂之間，原本放置發動機的位置空出來了，特斯拉將其設計為一個前備箱，這讓它比燃油車更為安全：在正面碰撞時，前備箱能提供一個較長的緩沖區，而不是一大塊鐵疙瘩直接擠進乘客艙。

對電動車來說，關鍵還是性能。在電機功率和電池供能固定的情況下，如何實現最佳性能？這需要在車身的空氣動力學性能、輪胎的滾動阻力、燈和空調能源消耗等細節上下功夫。

弗朗茨·馮·霍茲豪森在2011年的一篇博文中詳細描述了Model S的設計過程：“就像耐力運動員日復一日地磨煉自己的身體一樣，我們也在不斷地雕刻車輛的設計，以實現最佳性能。”他描述了這次設計原型車和以往工作的差異：以前在其他汽車公司工作時，他會把設計好的方案交給生產部門，然后他的任務就完成了；在特斯拉，設計團隊基于對生產現實的基本理解創造設計原型，和工程團隊建立緊密聯系，車輛的每1毫米都經過了設計和工程團隊的再三考量。

最基本的產品邏輯

“Model S最基本的產品邏輯，就是車輪上的電腦。”馬斯克說。僅僅是性能超越燃油車，不一定能夠贏得大眾的青睞，它必須有獨特的優勢，比如前所未有的智能化設計。

中華人民共和國工業和信息化部在《工業和信息化部關于加強車聯網網絡安全和數據安全工作的通知》（工信部網安〔2021〕134號）中指出，智能網聯汽車是搭載先進的車載傳感器、控制器、執行器等裝置，并融合現代通信與網絡技術，實現車與車、路、人、云端等智能信息交換、共享，具備復雜環境感知、智能決策、協同控制等功能，可實現“安全、高效、舒適、節能”行駛的新一代汽車。

在Model S面世之前的傳統汽車雖然也開始逐步配置或是裝飾了一些智能化的功能，但并沒有真正意義上做到整車的智能化。通常，它們的每個功能都由機電硬件、控制芯片和配套的軟件三者來實現，三者構成一個獨立的閉環，每個功能由各自的芯片獨立控制。在傳統燃油車的架構里，整車廠只是設計一系列技術標準給部件供應商，部件供應商交付給整車廠的是一個個“硬件+芯片+嵌入式軟件”的封閉子系統，這些子系統對整車廠而言其實是執行特定功能的黑盒子。不同供應商的能力參差不齊，數量龐大的黑盒子也可能引發協調性和可靠性方面的問題。

這些由獨立的芯片和軟硬件構成的子系統越來越冗余。幾十個盒子往往來自幾十個供應商，也就意味著它們是幾十個獨立的架構，有幾十個邏輯系統，這往往也意味著脆弱及低效。因此，傳統汽車只是實現了部分功能的電控化，其內部本質上仍處于割裂的狀態，并沒有形成一套完整的系統，難以實現真正的智能化。

特斯拉Model S作為第一款真正意義上的智能電動車，更像是車輪上的電腦，不只車上的大部分機械結構功能被全面替換成電控結構，而且做到了整車電控系統的高度集成，從電池、電控到車機，再到包括轉向系統、制動系統、懸掛系統等，每個功能都能通過電信號連接到車載計算機的控制器，接收中央控制器的指令，由一個“大腦”統一調配。車載計算機集中統一控制，將絕大多數的硬件都置于特斯拉的統一軟件之下。比如，2022年年末，在Model S Plaid推出的賽道模式中，車主可以直接通過操作觸控屏幕上的滑塊來控制前后軸的動力分配，還可以改變電機的扭矩，以及進行其他設置和調整，以實現不同程度的漂移，真正做到軟件控制硬件。

這樣的設計讓特斯拉車上的控制芯片得以從傳統的幾十甚至上百個縮減到十幾個。通過少數高性能、高權限芯片分管多個功能，Model S的電氣系統更加簡化和高效。

此外，特斯拉的車載芯片基本為自主研發，這使得其能從根源上牢牢掌握各功能的控制權，具備垂直打通軟硬件的能力。人們可以通過改寫軟件，來直接改變硬件的功能。

軟件更少出錯，隨著技術的改進，系統可以快速而完整地升級。“如果你住在硅谷，你肯定想要一輛時刻聯網、隨時升級的車。”馬斯克說。

如何升級？這是Model S為汽車行業帶來的又一開拓性創新——OTA空中升級技術。

在傳統的汽車產業中，通常只有在每年推出新車型時，性能才會有所改進。每4~7年就會進行一次改款，并且在生命周期里需要頻繁保養，包括補充機油、更換火花塞和其他消耗品。如果要升級軟件服務，就要把車開回經銷商那里。總而言之，車輛一旦被制造出來就基本保持不變，它們是作為成品銷售的，其功能是已知的且已被固定。

特斯拉則大量利用互聯網的技術和理念，用數字化重新定義車這一產品。特斯拉每隔一段時間就會發布新的軟件版本，以升級正在制造和已售出車輛的功能。這改變了傳統汽車的生命周期迭代模式。

特斯拉通過OTA空中升級技術的應用實現了遠程的軟件更新和功能升級，是行業內首家做到整車OTA空中升級的車企。相比傳統燃油車，Model S及特斯拉全系車型都無須將車輛開回店里，而是可以通過無線網絡連接隨時隨地更新系統，為車主提供車輛性能方面持續的改進和升級，這也大大延長了車輛的使用壽命，滿足用戶需求并適應技術發展。

特斯拉軟件工程副總裁戴維·劉（David Lau）表示，特斯拉OTA空中升級技術的核心競爭力之一就是通過用戶的數據反饋，不斷改進軟件技術，提高車輛的行駛表現。同時，OTA空中升級技術擁有遠程車輛診斷等功能，可以覆蓋手機移動端、出行服務端，實現整體性的出行服務升級，“我們要做的就是開發用戶從未想象過的功能”。

這時，電動車本質上就從一款機械產品變成了一款數碼產品。而作為一款數碼產品，只有OTA空中升級技術顯然還不夠。“你造出了一臺車輪上的電腦，你就得給它配上一個大屏幕，你會想要一個觸控界面。”馬斯克說。

馬斯克希望把大屏幕嵌入車廂內，他也的確這么做了。在2009年發布的初代Model S上，特斯拉就加入了17英寸的豎式屏幕設計。彼時，被視為智能手機和傳統功能手機分野的第一代iPhone（蘋果手機）剛剛發布4年多，3.5英寸屏幕的手機尚且能稱為大屏手機，作為平板電腦始祖的iPad（蘋果平板電腦）也還沒有面世。2012年初代Model S交付，消費者第一次實現了在車內大屏幕上觸屏操作。而后隨著不斷地優化升級，Model S車內中控臺的觸控顯示屏和語音識別系統已經構成一套先進的人機交互系統，支持車載互聯和多種智能化功能。觸控顯示屏可以讓駕駛員直觀地操作車輛和訪問車輛的各種功能，如調節溫度、控制音樂、設置導航等。語音識別系統則允許駕駛員使用語音指令與車輛進行交互，如通過語音命令調節音量、打電話、發短信。這種智能化的人機交互系統提高了車輛的實用性和便利性，減少了駕駛員的分心情況，提高了駕駛的安全性。

因為它是一臺擁有觸控界面的電腦，很多功能可以被集成到這個大屏幕上，所以很多物理按鍵就可以被替代，包括車輛普遍配備的后備箱開關、反光鏡調節按鈕等。

2022—2023年，特斯拉中國進行了21次OTA空中升級，不斷添加新功能及優化體驗。車主一次購買，常用常新。每輛特斯拉都持續進化，以確保它“永不過時”。

智能化的下一站：自動化

成為“車輪上的電腦”只是特斯拉實現智能化的第一步。Model S發布后，特斯拉又開始推動智能化不斷進化，追求完全自動駕駛。此時，智能化的意義變成了“自動化”“自主運行”。

2013年5月，馬斯克表示：“自動駕駛系統用在飛機上是好事，我們應該也把它放到車上。”說這句話時，特斯拉量產的車型只有Model S，自動駕駛技術也還停留在實驗階段，但是馬斯克具備一項強大的能力——能夠讓前沿科技快速投入市場。2014年，特斯拉在Model S上首次推出Autopilot自動輔助駕駛功能，并通過OTA空中升級技術推送給已售出的車輛。

在效率方面，Model S的Autopilot自動輔助駕駛功能可以根據路況自動調整速度，降低能耗，提高行駛效率。而在舒適性方面，Autopilot自動輔助駕駛功能可以減輕駕駛員的駕駛負擔，讓其能夠在長途駕駛中更加輕松地享受駕駛樂趣，同時大幅提升駕駛安全性。

特斯拉以Model S為載體進行的探索以今天的視角來看具有前瞻性。時至今日，智能化已經被公認為汽車技術發展進程中的一次革新，新能源車智能化的核心——芯片、軟件、算法、數據，特斯拉都花重金投入，實現了關鍵技術自主研發。通過自研的高算力完全自動駕駛芯片，配合數量龐大的車隊提供海量數據，其人工智能算法與應用軟件不斷地迭代升級，讓特斯拉有能力持續探索車輛智能化發展的前沿技術。截至2024年4月，特斯拉完全自動駕駛測試版系統的總行駛里程再創行業新高，已達到10億英里。

但是，要想真正走近消費者，特斯拉還需要打贏另外一場“戰爭”，其中面臨的挑戰和困難不亞于技術創新。