行車制動(dòng)：制動(dòng)系統(tǒng)逐級提升，線控制動(dòng)未來可期

• 陳博 2023年11月3日 來源：中研網(wǎng) 516 28
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技術(shù)難度上，EMB＞One-box＞Two-box。EHB線控制動(dòng)有兩種技術(shù)方案：Two-box和One-box。Two-box產(chǎn)品將ESC/ABS與電子助力器分布式布局，One-box將兩者集合形成系統(tǒng)，博世的iBooster系列采用Two-box方案，大陸的MKC1選擇One-box路線。未來Two-box線控制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)逐步向One-b

行車制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展由不同因素驅(qū)動(dòng)。早期純機(jī)械式制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)距離長，制動(dòng)力完全由人力提供，制動(dòng)噪聲大，使用壽命短。液壓制動(dòng)系統(tǒng)在安全性上有質(zhì)的提升，駕乘體驗(yàn)更優(yōu)秀，維護(hù)成本較低。液壓電控系統(tǒng)引入防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)或車身電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(ESC)，使車身在緊急制動(dòng)的情況下依舊具備轉(zhuǎn)向能力，制動(dòng)安全性和穩(wěn)定性更高。線控制動(dòng)系統(tǒng)是制動(dòng)系統(tǒng)的進(jìn)一步突破，建壓速度更快，制動(dòng)距離更短，冗余系統(tǒng)逐步完善，安全性出眾。線控制動(dòng)系統(tǒng)由電信號替代傳統(tǒng)的機(jī)械連接，減輕車身重量，具備輕量化優(yōu)勢，同時(shí)，高效率回收能量，節(jié)能減排。線控制動(dòng)與自動(dòng)駕駛契合度高，協(xié)同性強(qiáng)，是汽車智能化發(fā)展中的重要一環(huán)。

從組件來看，線控制動(dòng)系統(tǒng)由踏板、傳感器和制動(dòng)執(zhí)行端組成。在工作時(shí)，駕駛者踩踏踏板后傳感器將踏板開度電信號傳向域控制器，經(jīng)過計(jì)算后域控制器把輸出的電信號發(fā)給執(zhí)行端，使制動(dòng)卡鉗鎖住車輪完成制動(dòng)。

線控制動(dòng)系統(tǒng)包括兩個(gè)技術(shù)路線：液壓式線控制動(dòng)(EHB)和機(jī)械式電控制動(dòng)(EMB)。兩者的區(qū)別在于制動(dòng)力來源，前者使用電機(jī)向液壓制動(dòng)中缸提供制動(dòng)力，而后者直接使用電機(jī)控制卡鉗進(jìn)行制動(dòng)。EMB技術(shù)難度高，目前尚處在研發(fā)階段。

技術(shù)難度上，EMB>One-box>Two-box。EHB線控制動(dòng)有兩種技術(shù)方案：Two-box和One-box。Two-box產(chǎn)品將ESC/ABS與電子助力器分布式布局，One-box將兩者集合形成系統(tǒng)，博世的iBooster系列采用Two-box方案，大陸的MKC1選擇One-box路線。未來Two-box線控制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)逐步向One-box和EMB演進(jìn)。相比Two-box，One-box集成度更高，制造成本更低，能量回收效率更高，更加符合汽車電子集中化趨勢。相比EHB，EMB無液壓系統(tǒng)，集成度更高，輕量化優(yōu)勢明顯。EMB沒有制動(dòng)液，避免了制動(dòng)液漏出的危險(xiǎn)，且建壓速度更快，安全性更高。

目前制動(dòng)系統(tǒng)仍處在液壓電控制動(dòng)階段。液壓電控制動(dòng)系統(tǒng)在液壓制動(dòng)的基礎(chǔ)上融入了ABS或ESC，ABS和ESC可以作為液壓電控制動(dòng)系統(tǒng)的代表。從滲透率來看，ABS已經(jīng)完成滲透率爬坡，2016年后實(shí)現(xiàn)在乘用車各價(jià)格段的標(biāo)配。與ABS相比，ESC系統(tǒng)包含三相電機(jī)、功率MOSFET等高價(jià)值量組件，系統(tǒng)造價(jià)較高，對價(jià)格敏感的20萬以下車型仍處在滲透率爬坡階段。

線控制動(dòng)目前仍處于技術(shù)導(dǎo)入期。由于所需技術(shù)水平較高且供應(yīng)商技術(shù)尚未成熟，目前已量產(chǎn)的線控制動(dòng)系統(tǒng)事故頻發(fā)。比如搭載博世iBooster的豐田CR-V曾發(fā)生剎車失靈事故。2017年8月至9月，CR-V剎車失靈事故多達(dá)17起，東風(fēng)本田也因此被迫召回30509輛CR-V。包括日產(chǎn)Leaf、阿爾法羅密歐Ciulia等車型所配置的日立、大陸線控制動(dòng)都存在產(chǎn)品穩(wěn)定性的問題。

技術(shù)是制約線控制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的一大因素。由于線控制動(dòng)系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)的液壓和機(jī)械鏈接，取而代之的是傳感器和ECU。傳感器的精度，ECU硬件的可靠性、抗干擾性，控制算法的容錯(cuò)性，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的速度、可靠性都將成為影響線控制動(dòng)穩(wěn)定性，不同ECU之間通信的實(shí)時(shí)性，總線的容錯(cuò)性和仲裁能力，都制約著線控制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。未來通信技術(shù)、傳感器精度、零部件穩(wěn)定性將是各零部件廠商和整車廠的突破重點(diǎn)。

新能源車缺乏的穩(wěn)定真空源由線控制動(dòng)的電子助力替代。燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管工作時(shí)可以產(chǎn)生真空，通過真空助力器可為液壓制動(dòng)主缸提供制動(dòng)力。隨著新能源車的普及，內(nèi)燃機(jī)的缺失導(dǎo)致真空助力器失去動(dòng)力來源，電子真空泵(EVP)使用電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生真空，繼續(xù)為新能源車提供制動(dòng)力。然而EVP使用壽命較短，維護(hù)成本高。線控制動(dòng)用電子助力替代真空助力，解決了新能源車缺乏穩(wěn)定真空源的問題，也可以更好地契合新能源車底盤結(jié)構(gòu)。

線控制動(dòng)共有三種能量回收策略：傳統(tǒng)疊加式、單踏板式、協(xié)調(diào)式，協(xié)調(diào)式將成為未來主流。由于在制動(dòng)過程中，電機(jī)需要被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生制動(dòng)力，并在這一過程中可以作為發(fā)電機(jī)給電池充電，從而實(shí)現(xiàn)能量回收。回收模式中，傳統(tǒng)疊加式策略沒有收油時(shí)的唐突感，但能量回收效率較低，目前運(yùn)用較少。單踏板式的制動(dòng)體驗(yàn)異于燃油車，但能量回收效率較高。協(xié)調(diào)式策略在維持制動(dòng)體驗(yàn)和駕駛習(xí)慣不變的情況下，實(shí)現(xiàn)了高效率的能量回收，將成為未來主流。

線控制動(dòng)系統(tǒng)的能量回收提升新能源車的續(xù)航里程，緩解新能源車的燃眉之急。線控制動(dòng)系統(tǒng)通過制動(dòng)卡鉗產(chǎn)生的制動(dòng)力和動(dòng)力能量回收產(chǎn)生的制動(dòng)力之間不同比例的配比，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力回收。通過線控系統(tǒng)的能量回收增加續(xù)航里程，可以在行駛過程中減少能量消耗，從而有效緩解目前電動(dòng)車電池成本較高、續(xù)航里程較低的問題。

自動(dòng)駕駛對于執(zhí)行端的新需求將會(huì)推動(dòng)線控制動(dòng)落地。高級別輔助駕駛系統(tǒng)中，會(huì)將電信號傳導(dǎo)至執(zhí)行層，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的落地。線控制動(dòng)系統(tǒng)的電子助力和系統(tǒng)中ECU，可以在無外力的情況下實(shí)現(xiàn)主動(dòng)制動(dòng)。將線控制動(dòng)系統(tǒng)中原有的踏板傳輸電信號替換為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的電信號，從而實(shí)現(xiàn)高級別自動(dòng)駕駛在執(zhí)行端的落地。未來乘用車銷量將會(huì)快速攀升，2025年L3+級別自動(dòng)駕駛滲透率接近20%，伴隨著自動(dòng)駕駛滲透率提升，線控制動(dòng)系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)逐步放量。

國內(nèi)政策刺激，海外市場線控制動(dòng)先行。2015年，歐盟強(qiáng)制商用車配備自動(dòng)緊急制動(dòng)系統(tǒng)(AEB)。2016年，美國主流車企承諾在2022年9月前實(shí)現(xiàn)所售新車標(biāo)配AEB功能。2022年，日本和歐盟要求新車標(biāo)配AEB。我國目前已要求9米以上客運(yùn)車配備AEB功能，未來涉及乘用車的政策也將落地。線控制動(dòng)系統(tǒng)是AEB得以實(shí)現(xiàn)的載體，因此強(qiáng)制搭載AEB功能將推動(dòng)線控制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展。

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