第2章
全智能化：车轮上的电脑

7分25秒231，特斯拉再次征服了纽北赛道。

2023年6月3日，特斯拉新款Model S Plaid以7分25秒231的成绩，刷新纽博格林北环赛道量产电动车的圈速纪录，比此前保时捷Taycan创下的纪录快了8秒多。这款已问世11年的豪华轿跑，依然以其经典的外形和不断升级的强大性能，被誉为豪华电动车产品里的标杆。

2012年6月22日，第一批10辆Signature版Model S在美国加利福尼亚州交付，它以57 400美元的起售价让电动车大规模市场化终于成为现实。同年年底，《汽车趋势》杂志首次把年度最佳车型奖颁给了一款电动车，并且认为“特斯拉Model S是令人震惊的冠军之作”。

更重要的是，Model S作为第一款用软件驱动硬件的智能车，开启了“软件定义车辆”的探索之旅。

从一张白纸开始

从19世纪60年代开始，汽车行业极少变革。所谓的新产品都是在原有产品设计的基础上改造而来，业内认为“使用可互换平台”在某种程度上加剧了这种“僵化”。

“平台”一开始指的是车辆的物理底盘，包括底盘、轴、悬挂、转向和动力系统。后来平台的涵盖范围扩大了，这一概念还包括设计、工程和制造过程。

在尝试做电动车时，传统车企还是依赖“平台”的理念，其推出的车型基本上都是在燃油车的平台上用电动系统替代之前的动力系统。然而，这些车的性能和燃油车相比并不突出，甚至不如后者，因此都没有成为市场中的现象级产品。

Model S的诞生打破了汽车行业维持了半个世纪的潜规则。特斯拉在设计Model S时，吸取了“Roadster使用路特斯Elise底盘”的教训，没有选择在传统燃油车的基础上进行改装，而是从一张白纸开始设计这辆全新的电动车。

以电池包为例，如果参考燃油车油箱的位置，许多设计师会选择把它放在车辆的后部——不少传统车企品牌车辆的设计就是如此，尾部通常呈龟背形，显得笨重。但是如果抛弃固有思维，用马斯克常说的第一性原理（即找到问题最开始的起点）思考，就会得出这样的结论：放置电池包的最佳位置是底部，它使车辆的重心很低，更加安全。特斯拉首席设计师弗朗茨·冯·霍兹豪森在描述这种结构时说：“很像滑板，底部是电池包，电机位于后轮之间，这上面的一切都大有可为。”

Model S的电机比同等功率的燃油车发动机要小得多，可以安装在轮毂之间，原本放置发动机的位置空出来了，特斯拉将其设计为一个前备箱，这让它比燃油车更为安全：在正面碰撞时，前备箱能提供一个较长的缓冲区，而不是一大块铁疙瘩直接挤进乘客舱。

对电动车来说，关键还是性能。在电机功率和电池供能固定的情况下，如何实现最佳性能？这需要在车身的空气动力学性能、轮胎的滚动阻力、灯和空调能源消耗等细节上下功夫。

弗朗茨·冯·霍兹豪森在2011年的一篇博文中详细描述了Model S的设计过程：“就像耐力运动员日复一日地磨炼自己的身体一样，我们也在不断地雕刻车辆的设计，以实现最佳性能。”他描述了这次设计原型车和以往工作的差异：以前在其他汽车公司工作时，他会把设计好的方案交给生产部门，然后他的任务就完成了；在特斯拉，设计团队基于对生产现实的基本理解创造设计原型，和工程团队建立紧密联系，车辆的每1毫米都经过了设计和工程团队的再三考量。

最基本的产品逻辑

“Model S最基本的产品逻辑，就是车轮上的电脑。”马斯克说。仅仅是性能超越燃油车，不一定能够赢得大众的青睐，它必须有独特的优势，比如前所未有的智能化设计。

中华人民共和国工业和信息化部在《工业和信息化部关于加强车联网网络安全和数据安全工作的通知》（工信部网安〔2021〕134号）中指出，智能网联汽车是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与车、路、人、云端等智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶的新一代汽车。

在Model S面世之前的传统汽车虽然也开始逐步配置或是装饰了一些智能化的功能，但并没有真正意义上做到整车的智能化。通常，它们的每个功能都由机电硬件、控制芯片和配套的软件三者来实现，三者构成一个独立的闭环，每个功能由各自的芯片独立控制。在传统燃油车的架构里，整车厂只是设计一系列技术标准给部件供应商，部件供应商交付给整车厂的是一个个“硬件+芯片+嵌入式软件”的封闭子系统，这些子系统对整车厂而言其实是执行特定功能的黑盒子。不同供应商的能力参差不齐，数量庞大的黑盒子也可能引发协调性和可靠性方面的问题。

这些由独立的芯片和软硬件构成的子系统越来越冗余。几十个盒子往往来自几十个供应商，也就意味着它们是几十个独立的架构，有几十个逻辑系统，这往往也意味着脆弱及低效。因此，传统汽车只是实现了部分功能的电控化，其内部本质上仍处于割裂的状态，并没有形成一套完整的系统，难以实现真正的智能化。

特斯拉Model S作为第一款真正意义上的智能电动车，更像是车轮上的电脑，不只车上的大部分机械结构功能被全面替换成电控结构，而且做到了整车电控系统的高度集成，从电池、电控到车机，再到包括转向系统、制动系统、悬挂系统等，每个功能都能通过电信号连接到车载计算机的控制器，接收中央控制器的指令，由一个“大脑”统一调配。车载计算机集中统一控制，将绝大多数的硬件都置于特斯拉的统一软件之下。比如，2022年年末，在Model S Plaid推出的赛道模式中，车主可以直接通过操作触控屏幕上的滑块来控制前后轴的动力分配，还可以改变电机的扭矩，以及进行其他设置和调整，以实现不同程度的漂移，真正做到软件控制硬件。

这样的设计让特斯拉车上的控制芯片得以从传统的几十甚至上百个缩减到十几个。通过少数高性能、高权限芯片分管多个功能，Model S的电气系统更加简化和高效。

此外，特斯拉的车载芯片基本为自主研发，这使得其能从根源上牢牢掌握各功能的控制权，具备垂直打通软硬件的能力。人们可以通过改写软件，来直接改变硬件的功能。

软件更少出错，随着技术的改进，系统可以快速而完整地升级。“如果你住在硅谷，你肯定想要一辆时刻联网、随时升级的车。”马斯克说。

如何升级？这是Model S为汽车行业带来的又一开拓性创新——OTA空中升级技术。

在传统的汽车产业中，通常只有在每年推出新车型时，性能才会有所改进。每4~7年就会进行一次改款，并且在生命周期里需要频繁保养，包括补充机油、更换火花塞和其他消耗品。如果要升级软件服务，就要把车开回经销商那里。总而言之，车辆一旦被制造出来就基本保持不变，它们是作为成品销售的，其功能是已知的且已被固定。

特斯拉则大量利用互联网的技术和理念，用数字化重新定义车这一产品。特斯拉每隔一段时间就会发布新的软件版本，以升级正在制造和已售出车辆的功能。这改变了传统汽车的生命周期迭代模式。

特斯拉通过OTA空中升级技术的应用实现了远程的软件更新和功能升级，是行业内首家做到整车OTA空中升级的车企。相比传统燃油车，Model S及特斯拉全系车型都无须将车辆开回店里，而是可以通过无线网络连接随时随地更新系统，为车主提供车辆性能方面持续的改进和升级，这也大大延长了车辆的使用寿命，满足用户需求并适应技术发展。

特斯拉软件工程副总裁戴维·刘（David Lau）表示，特斯拉OTA空中升级技术的核心竞争力之一就是通过用户的数据反馈，不断改进软件技术，提高车辆的行驶表现。同时，OTA空中升级技术拥有远程车辆诊断等功能，可以覆盖手机移动端、出行服务端，实现整体性的出行服务升级，“我们要做的就是开发用户从未想象过的功能”。

这时，电动车本质上就从一款机械产品变成了一款数码产品。而作为一款数码产品，只有OTA空中升级技术显然还不够。“你造出了一台车轮上的电脑，你就得给它配上一个大屏幕，你会想要一个触控界面。”马斯克说。

马斯克希望把大屏幕嵌入车厢内，他也的确这么做了。在2009年发布的初代Model S上，特斯拉就加入了17英寸的竖式屏幕设计。彼时，被视为智能手机和传统功能手机分野的第一代iPhone（苹果手机）刚刚发布4年多，3.5英寸屏幕的手机尚且能称为大屏手机，作为平板电脑始祖的iPad（苹果平板电脑）也还没有面世。2012年初代Model S交付，消费者第一次实现了在车内大屏幕上触屏操作。而后随着不断地优化升级，Model S车内中控台的触控显示屏和语音识别系统已经构成一套先进的人机交互系统，支持车载互联和多种智能化功能。触控显示屏可以让驾驶员直观地操作车辆和访问车辆的各种功能，如调节温度、控制音乐、设置导航等。语音识别系统则允许驾驶员使用语音指令与车辆进行交互，如通过语音命令调节音量、打电话、发短信。这种智能化的人机交互系统提高了车辆的实用性和便利性，减少了驾驶员的分心情况，提高了驾驶的安全性。

因为它是一台拥有触控界面的电脑，很多功能可以被集成到这个大屏幕上，所以很多物理按键就可以被替代，包括车辆普遍配备的后备箱开关、反光镜调节按钮等。

2022—2023年，特斯拉中国进行了21次OTA空中升级，不断添加新功能及优化体验。车主一次购买，常用常新。每辆特斯拉都持续进化，以确保它“永不过时”。

智能化的下一站：自动化

成为“车轮上的电脑”只是特斯拉实现智能化的第一步。Model S发布后，特斯拉又开始推动智能化不断进化，追求完全自动驾驶。此时，智能化的意义变成了“自动化”“自主运行”。

2013年5月，马斯克表示：“自动驾驶系统用在飞机上是好事，我们应该也把它放到车上。”说这句话时，特斯拉量产的车型只有Model S，自动驾驶技术也还停留在实验阶段，但是马斯克具备一项强大的能力——能够让前沿科技快速投入市场。2014年，特斯拉在Model S上首次推出Autopilot自动辅助驾驶功能，并通过OTA空中升级技术推送给已售出的车辆。

在效率方面，Model S的Autopilot自动辅助驾驶功能可以根据路况自动调整速度，降低能耗，提高行驶效率。而在舒适性方面，Autopilot自动辅助驾驶功能可以减轻驾驶员的驾驶负担，让其能够在长途驾驶中更加轻松地享受驾驶乐趣，同时大幅提升驾驶安全性。

特斯拉以Model S为载体进行的探索以今天的视角来看具有前瞻性。时至今日，智能化已经被公认为汽车技术发展进程中的一次革新，新能源车智能化的核心——芯片、软件、算法、数据，特斯拉都花重金投入，实现了关键技术自主研发。通过自研的高算力完全自动驾驶芯片，配合数量庞大的车队提供海量数据，其人工智能算法与应用软件不断地迭代升级，让特斯拉有能力持续探索车辆智能化发展的前沿技术。截至2024年4月，特斯拉完全自动驾驶测试版系统的总行驶里程再创行业新高，已达到10亿英里。

但是，要想真正走近消费者，特斯拉还需要打赢另外一场“战争”，其中面临的挑战和困难不亚于技术创新。