传统刹车用了100年,为什么突然被“干掉”了
踩下制动踏板,车辆减速到停。
这件事从汽车发明到现在的一百多年间,基本都是靠一套液压系统来完成:
刹车油、刹车总泵、活塞卡钳、油液管路等,简单可靠,皮实耐用。
按理说这样一套经过百年验证的成熟技术,没什么大毛病,一般不会轻易动它。
但最近这几年你会发现,几乎所有车企、供应商都尝试干掉它:
奇瑞的星途EX7量产首秀了EMB;华为智擎公布了30米出头的行业最佳百零制动距离;
北京车展上李想介绍L9 Livis时说“它的底盘悬架必须成为行业天花板”,而这台车的刹车系统,就是全线控架构下的EMB。
一夜之间,这个从不抢戏的安全件被推到了聚光灯下。
那么问题来了,车企为什么要对刹车进行大改?EMB到底又能解决什么问题?
100ms的生死线
你每次踩刹车,其实有点像在启动一条流水线。
对于传统的液压刹车系统:
脚踩踏板,真空助力器把你的脚力放大,推动刹车总泵的活塞,将刹车油推向四个车轮的卡钳,油压推动卡钳活塞将刹车片夹紧刹车盘,产生摩擦力,车轮减速。
在这个当中,整个链条是纯机械连接的。
你的脚力、刹车油的流动、卡钳的夹紧力,从头到尾是一条直线。
ABS和ESP是后来加进去的“电子补丁”,防止抱死或侧滑,但基础刹车还是靠你的脚力。
这套东西为什么能用一百年?
就是因为它零件少,失效点少,而且纯物理连接,只要刹车油没漏光,踩到底总能刹住。
但它的天花板也很明显,简单来说就是“速度不够快,精度不够高”。
就像从你踩下踏板到卡钳夹紧,液压传递需要200毫秒左右,对于人的反应速度来说是足够了。
但对于自动驾驶系统来说,在120km/h的时速下,液压制动和线控制动因传递速度而产生增加的刹车距离,大概会达到3米以上。
紧急时刻,这大半个车身的距离,往往就是生死的分界线;
更别提液压制动下的每个车轮,它的控制精度也远达不到电控的水平。
因此车辆要迈向L3、L4自动驾驶,刹车系统必须要进行重构升级,才能满足安全冗余。
这也是为什么,这套百年系统最近被所有人盯上了。
线控制动也分三代
其实线控制动并不是一个全新的概念,你现在开的新能源车,大概率已经在用广义的线控制动,可能只是没人跟你说过。
这条技术路线走到今天,大概经历了三个阶段,Two-Box、One-Box和EMB。
Two-Box是最早的方案,ESP泵和电子助力泵各干各的,脚踩踏板给信号、电脑命令电机建压,人和刹车首次在控制层面“解耦”。
但它体积大,集成度低且结构复杂,现在基本已经退出新车舞台。
亮相于2013年的博世的iBooster算是这一技术的里程碑式产品,它不仅支持新能源车的动能回收,还具备机械备份功能。
当电子系统出现故障时,驾驶员踩下制动踏板,通过机械传动装置可以直接推动主缸活塞,实现基本的制动功能。
接下来的One-Box则是当前主流,把ESP、助力泵、总泵整合进一个紧凑模块。
相较之前的版本来说,它的集成度更高的同时,制动的效果也会更加出色。特别是系统及建压的响应速度,会有一个明显的提升。
但说白了,One-Box的本质还是液压加电控。油液、管路、卡钳,一样没少,只是控制层聪明了一些。
液压,再见
随着技术的发展,到EMB这里,才算是进入了真正意义上的“全线控制动”。
与以往的刹车的那套复杂系统不一样,EMB为每个车轮的轮端,都装了一个独立的电机。
收到制动信号,电机工作,推动卡钳夹紧刹车盘,全程没有油液,没有管路,就是电信号加机械动作。
量产方案的响应时间普遍在100毫秒以内,和液压相比,快了将近一个数量级。
而且没有液压这件事,能让四个车轮完全独立控制,每个轮子的制动力都能精确调节。
此外去掉油壶、总泵和一堆管路,不仅车重下来了,机舱空间也省出来了,可以做更大的前后备箱和更加富裕的座舱空间。
最关键的是,轮端执行电机直接听车内总域控的话,不用再走液压中转,L3、L4自动驾驶需要的快速底层执行能力,它天生适配。
虽然好处很多,但这套东西要量产,难度也不是一般的高。
首先,作为轮端电机,在日常行驶中大量暴露在雨雪、泥沙尘土等恶劣工况下,长下坡时,超高温的刹车盘同样会对它的工作产生不利影响,所以多重冗余是这套系统的重中之重。
而且它的布置,也进一步增加了簧下重量,这部分重量,需要其他的底盘件换装轻量化材料来做补。
这不仅为底盘调教带来更高的要求,成本方面也会有所提升。
所以从头部“先行玩家”的抢先体验,到大量新能源车的大批量装车,EMB还有很长的距离要走。
尾声:终局之战
其实在今年4月19日,奇瑞星途EX7就已经正式上市,它同样标志着全球第一款前装量产EMB车型落地。
它对电源控制器和通讯链路都做了双冗余,整套系统按照ASIL D级标准设计。
这是ISO 26262功能安全标准里最高的安全等级,要求硬件随机失效的概率控制在每十亿小时不超过10次。
而且有意思的是,这套系统的供应商不是博世大陆这些老牌Tier 1,而是国内初创公司坐标系智能。
在一个Tier1还没完全跑通的赛道,一家初创公司先量产装车了,配合上今年国内发布的新版制动系统国标GB 21670-2025,在线控制动的技术要求上,我们走在了全球其他市场前面。
这条赛道的游戏规则,正在由我们自己来主导。
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