在乘用車電動(dòng)化和智能化的雙重激勵(lì)下，線控制動(dòng)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(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。對(duì)乘用車而言，“什么是線控制動(dòng)”？之前經(jīng)常聽(tīng)到的回答是“線控制動(dòng)系統(tǒng)可以分為液壓式線控制動(dòng)系統(tǒng)（Electro-Hydraulic Brake, EHB）和機(jī)械式線控制動(dòng)系統(tǒng)（Electro-Mechanical Brake, EMB）”。但隨著新的歐盟制動(dòng)系統(tǒng)法規(guī)ECE R13H引入新的概念ETBS(Electrical Transmission Braking System)，這個(gè)問(wèn)題的答案變得復(fù)雜了起來(lái)。

中國(guó)乘用車制動(dòng)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(jiàn)稿，在行業(yè)掀起了討論熱潮。站在這個(gè)特殊的歷史節(jié)點(diǎn)，本文結(jié)合正在修訂的線控制動(dòng)系統(tǒng)的法規(guī)信息，從以下兩個(gè)維度來(lái)討論乘用車線控制動(dòng)系統(tǒng)的類型和特點(diǎn)。

• 按制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類

• 按制動(dòng)傳輸裝置分類

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

1.  線控制動(dòng)：按制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類

根據(jù)制動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的不同，線控制動(dòng)系統(tǒng)可以分為液壓式線控制動(dòng)系統(tǒng)（Electro-Hydraulic Brake, EHB）和機(jī)械式線控制動(dòng)系統(tǒng)（Electro-Mechanical Brake, EMB）。其中，EHB以傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)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(dòng)液作為動(dòng)力傳遞媒介，同時(shí)具備液壓備份制動(dòng)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(guò)控制四個(gè)輪端的電機(jī)來(lái)產(chǎn)生駕駛員或上層系統(tǒng)需要的制動(dòng)力，并通過(guò)協(xié)同控制輪端電機(jī)制動(dòng)力實(shí)現(xiàn)ABS等穩(wěn)定性功能。

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

1.1 液壓式線控制動(dòng)系統(tǒng)EHB

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

在電動(dòng)化方面，由于傳統(tǒng)液壓制動(dòng)依靠發(fā)動(dòng)機(jī)獲得真空助力，而純電動(dòng)汽車取消了發(fā)動(dòng)機(jī)，混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)常啟停，均難以獲得穩(wěn)定的真空源。EHB通過(guò)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(zhǎng)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(wú)請(qǐng)求動(dòng)作時(shí)，與上層智駕系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)配合。同時(shí)，EHB響應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)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(shí)間，EHB的響應(yīng)時(shí)間約為150ms左右。

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

電信號(hào)連接在不同的場(chǎng)景下有不同的體現(xiàn)。在駕駛員制動(dòng)場(chǎng)景下，電信號(hào)主要是能夠判斷駕駛員制動(dòng)意圖的踏板傳感器信號(hào)；在智駕系統(tǒng)激活時(shí)，電信號(hào)則對(duì)應(yīng)來(lái)自上層ECU通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給EHB的制動(dòng)請(qǐng)求信號(hào)。

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

EHB的優(yōu)勢(shì)體可以概括為：

• 取消了真空助力器，制動(dòng)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(chǎng)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(dòng)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(dòng)請(qǐng)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(dòng)油壺、制動(dòng)主缸和制動(dòng)管路。

• eBooster內(nèi)的助力電機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力推動(dòng)主缸活塞運(yùn)動(dòng)，使油壺中的制動(dòng)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(gè)輪缸，從而建立起制動(dòng)力。

• eBooster建壓的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度比ESC主動(dòng)建壓更快，且NVH表現(xiàn)更好，因此eBooster是制動(dòng)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(dòng)備份，可以主動(dòng)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(shí)，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(dòng)組合示意圖，圖片來(lái)自VDA 360

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

如今，可以解決踏板解耦問(wèn)題的Two-box方案也已經(jīng)在市場(chǎng)上亮相，最典型的為博世推出的“DPB+ ESP”制動(dòng)系統(tǒng)組合，該系統(tǒng)率先搭載在小米SU7上，在SU7發(fā)布會(huì)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(huì)亮相，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

其中，DPB為“Decoupled Power Brake，解耦電制動(dòng)助力系統(tǒng)”的縮寫(xiě)，ESP為博世對(duì)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(qǐng)求制動(dòng)控制時(shí)，在駕駛員沒(méi)有干預(yù)的情況下，DPB在提供助力功能的同時(shí)，制動(dòng)踏板不會(huì)有額外的動(dòng)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(dòng)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(dòng)冗余，確保當(dāng)主制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生單一故障時(shí)，備份制動(dòng)系統(tǒng)需要保證車輛仍然能夠進(jìn)入安全狀態(tài)。