在乘用車電動化和智能化的雙重激勵下，線控制動系統(tǒng)（Brake-by-Wire System）的技術(shù)成熟度和行業(yè)滲透率正在加速提升，行業(yè)正在迎來爆發(fā)式增長。對乘用車而言，“什么是線控制動”？之前經(jīng)常聽到的回答是“線控制動系統(tǒng)可以分為液壓式線控制動系統(tǒng)（Electro-Hydraulic Brake, EHB）和機(jī)械式線控制動系統(tǒng)（Electro-Mechanical Brake, EMB）”。但隨著新的歐盟制動系統(tǒng)法規(guī)ECE R13H引入新的概念ETBS(Electrical Transmission Braking System)，這個問題的答案變得復(fù)雜了起來。

中國乘用車制動系統(tǒng)法規(guī)GB 21670也在積極跟進(jìn)新的ECE法規(guī)進(jìn)展。就在上周，GB 21670發(fā)布了包含ETBS的征求意見稿，在行業(yè)掀起了討論熱潮。站在這個特殊的歷史節(jié)點(diǎn)，本文結(jié)合正在修訂的線控制動系統(tǒng)的法規(guī)信息，從以下兩個維度來討論乘用車線控制動系統(tǒng)的類型和特點(diǎn)。

• 按制動執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類

• 按制動傳輸裝置分類

受限于筆者知識水平，如有不當(dāng)之處，還請指正，在討論中學(xué)習(xí)。

1.  線控制動：按制動執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類

根據(jù)制動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不同，線控制動系統(tǒng)可以分為液壓式線控制動系統(tǒng)（Electro-Hydraulic Brake, EHB）和機(jī)械式線控制動系統(tǒng)（Electro-Mechanical Brake, EMB）。其中，EHB以傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)為基礎(chǔ)，用電子器件替代了部分機(jī)械部件的功能，使用制動液作為動力傳遞媒介，同時具備液壓備份制動系統(tǒng)，是目前的主流技術(shù)方案。進(jìn)一步地，根據(jù)集成度的高低，EHB 可以分為Two-box 和One-box 兩種技術(shù)方案。而EMB完全取消了液壓以及相關(guān)部件，通過控制四個輪端的電機(jī)來產(chǎn)生駕駛員或上層系統(tǒng)需要的制動力，并通過協(xié)同控制輪端電機(jī)制動力實(shí)現(xiàn)ABS等穩(wěn)定性功能。

由于制動執(zhí)行單元的顯著差別，業(yè)界稱EHB為“濕式（Wet）”線控制動，EMB則為“干式（dry）”線控。

1.1 液壓式線控制動系統(tǒng)EHB

液壓式線控制動系統(tǒng)EHB是目前市場上主流的線控制動方案，市場份額逐年攀升，這得益于EHB在乘用車電動化和智能化趨勢下的巨大優(yōu)勢。

在電動化方面，由于傳統(tǒng)液壓制動依靠發(fā)動機(jī)獲得真空助力，而純電動汽車取消了發(fā)動機(jī)，混合動力汽車發(fā)動機(jī)時常啟停，均難以獲得穩(wěn)定的真空源。EHB通過電子助力器直接建壓，既不依賴真空源，又可以實(shí)現(xiàn)較高的能量回收效率，從而延長續(xù)航里程。

在智能化方面，EHB作為線控執(zhí)行器，可以在駕駛員無請求動作時，與上層智駕系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)配合。同時，EHB響應(yīng)時間短等優(yōu)勢更加符合高階智能駕駛的需求，相比于真空助力器500ms左右的響應(yīng)時間，EHB的響應(yīng)時間約為150ms左右。

相比傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)，EHB的“線控”部分主要體現(xiàn)在駕駛員踏板與制動系統(tǒng)的電控單元的連接處由機(jī)械連接變成了電信號連接，但是制動執(zhí)行單元仍然保留了液壓系統(tǒng)。

電信號連接在不同的場景下有不同的體現(xiàn)。在駕駛員制動場景下，電信號主要是能夠判斷駕駛員制動意圖的踏板傳感器信號；在智駕系統(tǒng)激活時，電信號則對應(yīng)來自上層ECU通過通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給EHB的制動請求信號。

傳統(tǒng)真空助力器與EHB系統(tǒng)工作對比示意圖，圖片來自華西證券研究所

EHB的優(yōu)勢體可以概括為：

• 取消了真空助力器，制動力輸出不受真空度（如高海拔地區(qū)）影響

• 踏板感可調(diào)節(jié)，主機(jī)廠可以自定義踏板感

• 建壓響應(yīng)迅速準(zhǔn)確

• 可支持新能源汽車能量回收功能

進(jìn)一步地，EHB系統(tǒng)根據(jù)是否與穩(wěn)定性控制功能ABS/VDC集成而分One-box方案與Two-box方案。

1.1.1 Two-box方案

目前市場上使用最廣泛的Two-box方案為“eBooster+ ESC”組合。eBooster和ESC分別實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)制動助力功能和穩(wěn)定性功能。ESC和eBooster在車上共用一套液壓系統(tǒng)，兩者協(xié)調(diào)工作，能夠精準(zhǔn)高效地支持駕駛員或智能駕駛系統(tǒng)的制動請求。

ESC和eBooster在車上共用一套液壓系統(tǒng)，兩者協(xié)調(diào)工作，工作原理如下：

• eBooster和ESC共用一套制動油壺、制動主缸和制動管路。

• eBooster內(nèi)的助力電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動力推動主缸活塞運(yùn)動，使油壺中的制動液流入主缸管路并進(jìn)入ESC進(jìn)液閥，經(jīng)ESC中的調(diào)壓閥和進(jìn)液閥流入4個輪缸，從而建立起制動力。

• eBooster建壓的動態(tài)響應(yīng)速度比ESC主動建壓更快，且NVH表現(xiàn)更好，因此eBooster是制動助力功能下的主執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

• 當(dāng)eBooster異常后，ESC作為制動備份，可以主動建壓實(shí)現(xiàn)助力，讓車輛達(dá)到安全狀態(tài)。

• 當(dāng)需要ABS等穩(wěn)定性功能介入時，ESC獨(dú)立控制輪端壓力實(shí)現(xiàn)車輛穩(wěn)定性。

eBooster和ESC的制動組合示意圖，圖片來自VDA 360

從機(jī)械結(jié)構(gòu)看，eBooster的電機(jī)動作與制動踏板之間是耦合的，具體表現(xiàn)為：當(dāng)智能駕駛系統(tǒng)請求制動控制時，在駕駛員沒有干預(yù)的情況下，制動踏板會根據(jù)減速度大小動態(tài)升降，因此eBooster還需要額外考慮安全設(shè)計，以確保踏板動作幅度不會夾到駕駛員的腳而引起人員傷害。這種耦合的設(shè)計在日本市場受到OEM青睞，但是在美國和中國市場則不然，OEM逐漸傾向解耦的設(shè)計。

如今，可以解決踏板解耦問題的Two-box方案也已經(jīng)在市場上亮相，最典型的為博世推出的“DPB+ ESP”制動系統(tǒng)組合，該系統(tǒng)率先搭載在小米SU7上，在SU7發(fā)布會上引起了業(yè)界關(guān)注。

解耦Two-box方案“DPB+ ESP”在小米SU7發(fā)布會亮相，圖片來自網(wǎng)絡(luò)

其中，DPB為“Decoupled Power Brake，解耦電制動助力系統(tǒng)”的縮寫，ESP為博世對ESC系統(tǒng)的專有稱呼。“DPB+ ESP”組合從整車布置上可以參考上圖“eBooster+ ESC”組合，而從分工上看，DPB和ESP和分別負(fù)責(zé)基礎(chǔ)助力功能和穩(wěn)定性功能。當(dāng)智能駕駛系統(tǒng)請求制動控制時，在駕駛員沒有干預(yù)的情況下，DPB在提供助力功能的同時，制動踏板不會有額外的動作；而當(dāng)DPB系統(tǒng)失效后，ESP可以提供備份助力功能，讓車輛達(dá)到安全狀態(tài)。

在自動駕駛系統(tǒng)中，Two-box方案配合整車冗余架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)制動冗余，確保當(dāng)主制動系統(tǒng)發(fā)生單一故障時，備份制動系統(tǒng)需要保證車輛仍然能夠進(jìn)入安全狀態(tài)。