汽車線控制動技術(shù)路線與思考

01

線控制動技術(shù)路線

國內(nèi)新能源汽車日益普及，由于這類汽車缺乏真空源，因此大規(guī)模采用了BBW （Brake By Wire）線控制動技術(shù)。

預(yù)計(jì)在未來五年內(nèi)，受新能源汽車需求的推動，線控制動技術(shù)在國內(nèi)市場的占有率將接近50%。電液制動方案將逐步升級至EMB制動方案，雖然EMB已成為技術(shù)開發(fā)的趨勢，但其實(shí)用化仍需克服一定的挑戰(zhàn)和距離。

EMB電機(jī)制動 需依靠外部真空泵或發(fā)動機(jī)，為真空助 力器提供動力源 需要依靠液壓管路產(chǎn)生制動力 無法能量回收 制動踏板不解耦，ABS觸發(fā)時(shí)踏板抖動 對于自動駕駛提供的支持較有限線控制動技術(shù)路線

02

汽車行業(yè)里的線控制動技術(shù)

●傳統(tǒng)真空助力制動

這種制動系統(tǒng)依賴外部真空泵或發(fā)動機(jī)為真空助力器提供動力源。制動力由液壓管路產(chǎn)生，但不能實(shí)現(xiàn)能量回收。制動踏板與系統(tǒng)未解耦，導(dǎo)致在ABS觸發(fā)時(shí)踏板會出現(xiàn)抖動。此外，這種制動系統(tǒng)對自動駕駛的支持性有限。

●EHB電液制動

該技術(shù)通過電機(jī)驅(qū)動作為動力源，通過液壓管路產(chǎn)生制動力，但可以實(shí)現(xiàn)能量回收。其電子踏板實(shí)現(xiàn)了解耦，為自動駕駛提供了較高的支持。但需要考慮安全冗余，使用Two box或RBU方案，成本相對較高。

●EMB電機(jī)制動

與傳統(tǒng)真空助力制動相似，該技術(shù)需依靠外部真空泵或發(fā)動機(jī)為真空助力器提供動力源，通過液壓管路產(chǎn)生制動力，不能實(shí)現(xiàn)能量回收。制動踏板未解耦，導(dǎo)致在ABS觸發(fā)時(shí)踏板會抖動。此技術(shù)對自動駕駛的支持性也相對有限。

03

EHB的技術(shù)迭代

在第一代博世iBooster中，減速傳動裝置包括兩級減速機(jī)構(gòu)（見圖）。首先，助力電機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過蝸桿渦輪進(jìn)行第一級減速，并同時(shí)改變運(yùn)動方向。然后，第二級齒輪齒條減速機(jī)構(gòu)進(jìn)一步降低速度，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)化為軸向推力。

第二代博世iBooster對減速傳動裝置進(jìn)行了改良，采用了一級滾珠絲杠傳動機(jī)構(gòu)。這種改變使得結(jié)構(gòu)更加緊湊，控制精度得以提高，同時(shí)也顯著降低了成本。

04

I-booster工作原理

●當(dāng)駕駛員按下制動踩板時(shí)，整車的控制系統(tǒng)會根據(jù)制動踩板的行程和車輛的加速度信號來計(jì)算前后軸的制動力。同時(shí)，系統(tǒng)會參考車輛的運(yùn)動狀態(tài)、電機(jī)狀態(tài)和電池狀態(tài)參數(shù)來計(jì)算出電機(jī)助力的期望值。

●接著，iBooster的控制單元會進(jìn)行制動力仲裁，并控制電機(jī)的運(yùn)動。然后，電機(jī)的助力會通過傳遞系統(tǒng)傳遞到制動主缸的推桿。

●制動系統(tǒng)的液壓控制單元負(fù)責(zé)分配前后軸的制動壓力，并將這些壓力傳遞給制動輪缸。

●當(dāng)制動的減速度低于設(shè)定的閾值時(shí)，電機(jī)控制器會控制電機(jī)進(jìn)行再生制動。再生制動力可以根據(jù)車速、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電池容量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

05

Two Box的工作原理

在Two Box系統(tǒng)中，iBooster和ESC共享同一套制動油壺、制動主缸和制動管路。

其中，iBooster內(nèi)部的助力電機(jī)產(chǎn)生動力，推動主缸活塞運(yùn)動，使得制動油壺中的液體流入主缸管路，然后進(jìn)入ESC的進(jìn)液閥。接下來，制動液通過ESC內(nèi)部的調(diào)壓閥和進(jìn)液閥，流入四個(gè)輪缸，從而產(chǎn)生制動力。

當(dāng)iBooster不工作時(shí)，ESC仍然能夠獨(dú)立地控制制動液從主缸流入輪缸，從而產(chǎn)生制動力。

不過，由于iBooster建立壓力的動態(tài)響應(yīng)速度比ESC主動建立壓力的速度更快，且噪聲、振動和刺耳聲(NVH)的表現(xiàn)更好，因此，iBooster在制動控制系統(tǒng)中是主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

06

總結(jié)

國外的一級供應(yīng)商（Tier1）如伯特利、拿森和同馭已經(jīng)掌握了成熟的Two-Box電液制動技術(shù)。同時(shí)，國外的大陸和博世公司已經(jīng)推出了量產(chǎn)的Two-Box電液制動系統(tǒng)，同時(shí)他們的OneBox系統(tǒng)也已經(jīng)開始量產(chǎn)。

未來的線控制動預(yù)計(jì)將發(fā)展為前EHB后EMB的配置。這將成為輪邊電機(jī)和主動液壓懸架之后的下一個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)，并重新定義技術(shù)創(chuàng)新壁壘。

責(zé)任編輯：彭菁