采埃孚全球首發！電動化、自動化“輸出”加快線控制動系統商業化

采埃孚“下一代出行日”日前在上海F1國際賽車場開幕，技術日上，采埃孚全球首發全新線控制動系統。

官方介紹，采埃孚全新線控制動系統無需制動液，制動壓力由小型電機產生，制動踏板和制動執行器之間的信號只通過電訊號傳輸。核心性能上，在100km/h速度下，線控系統的自動緊急制動功能的制動距離，相比傳統制動系統可縮短高達9m。同時，線控制動系統可以更好的配合制動能量回收，增加高達17%的續航里程。

此外，干式線控制動系統相較傳統制動系統，通過降低剎車片和制動盤的接觸實現幾乎為0的殘余拖滯力矩。

據悉，這款創新干式線控制動系統將率先搭載于路特斯Eletre。

盡管制動踏板和制動執行裝置之間不再有機械連接，但用戶的制動體驗仍將與液壓制動器相同。該系統中備份了所有連接，系統以及能量供應，以確保數據傳輸和處理的安全性，該系統配置也常用于航空領域中。


制動動力系統的發展歷史

最初的汽車，動力十分不足，結構也十分簡陋，沒有像如今汽車上分工明確、配套整齊的傳動系統、動力系統等設置，所以最初汽車的制動系統都是些簡單的機械裝置，并沒有完整的剎車或制動系統。但隨著技術的發展，汽車的速度越來越快，簡單的機械裝置無論是從制動力、反應速度還是耐久性上都不再能滿足車輛的需求，制動系統就顯得尤為重要。

所謂的制動動力系統就是怎么樣讓制動器進行工作的，它具體的操作方式是什么。常見的制動動力系統有機械拉索、液壓伺服制動、氣壓制動、電磁式等，目前采用最廣泛的是液壓、氣壓和電機，機械拉索形式的基本已經淘汰。我們轎車一般常用的就是液壓和電機，氣壓制動主要是貨車。

隨著科技的不斷進步，汽車制動系統也在不斷地變化。汽車制動器的變化無非在材料和工藝方面，主要的變化還是來自于汽車制動動力系統的變化。

我先來描述一下我們的汽車是如何實現制動的，當我們想要剎車的時候，我們會用腳去踩剎車踏板，剎車踏板通過連桿會推動真空助力器和制動總泵工作，這個時候制動總泵中的剎車油會順著管路進入到制動器，然后剎車油會推動摩擦片工作，這樣摩擦片就會夾緊制動盤，車輛就起到了剎車的功效。

這種傳統的制動系統，是通過機械連接，然后油液壓或者氣壓進行驅動，由于設計機構的元件較多，制動速度比較慢，機械制動容易產生滯后的現象。

正是由于這種情況的產生，現在的制動系統提出了新的解決方案，那就是線控制動。線控制動無需駕駛員提供制動能量，相應速度更快、制動效能更好，安全性更高。說得直白一些就是制動系統中引入了更多的傳感器、控制器和電動化執行器，由原來的液壓/機械傳動改為電信號傳輸，顯然會更快更直接。

線控技術最早起源于飛機的電傳操控系統。線控技術是指由電線或電信號來傳遞控制，取代傳統機械連接裝置的硬連接來實現操控的一種技術。

汽車制動系統的電動升級其實經歷了三個階段：


一、壓力助力

依賴駕駛員踩制動踏板來推動制動推桿。現在隨著汽車質量越來越大，車速越來越快，開始出現壓力助力裝置，比如氣壓制動或者液壓制動。


二、電子輔助

以液壓制動系統為基礎，電器元件替代部分機械部件助力剎車。常見的電器元件就是ABS\ESP等。


三、完全電控

不再需要液壓部件，通過傳感器獲得剎車踏板信號，由電機驅動的執行機構產生制動力。

目前的汽車上面都是以第二種電子輔助為主，完全電控制動系統是真正意義上的線控制動，但是仍存在核心技術問題，目前商業化較難。

自動駕駛技術我想這是近幾年中最火的詞語，制動系統直接關系到自動駕駛汽車的安全性能，線控制動是線控底盤技術（線控底盤技術包含線控轉向系統、線控制動系統、線控換擋系統、線控油門系統和線控懸架系統）中難度最高，但也最關鍵的技術。

線控制動系統目前主要分為兩類：電子液壓線控系統（EHB）和電子機械制動系統（EMB）。


1、電子液壓線控系統（對應電子輔助階段）

將原有的制動踏板機械信號通過傳感器變為電信號，同時保留成熟的液壓系統。ECU通過電機驅動液壓泵進行制動。當電子系統發生故障的時候，傳統的液壓系統還能正常工作。


2、電子機械制動系統（對應完全電控階段）

完全摒棄了傳統制動系統的制動液以及液壓管路等部件，由電機驅動產生制動力，每個車輪上安裝一個可以獨立工作的電子機械制動器。EMB是真正意義上的線控制動系統，但仍存在核心技術問題，商業化較難。

電子液壓線控系統目前有兩種主流方案：Two-Box（分立式）和 One-Box（整體式）。兩者的區別在于ABS/ESP系統是否和電子助力器集成在一起，沒有集成的稱之為Two-Box，集成一起的稱之為One-Box。


新能源汽車制動系統需要具備的幾大特質

當新能源汽車來臨，制動系統面臨著新的挑戰。Stephane Rolland先生指出，面對整車電氣化方面的要求，制動器必須比今天更輕，它們需要更好的耐腐蝕性，需要實現制動“0”拖滯，需要與再生制動集成在一起，并進一步減少灰塵和顆粒物排放。

對于新能源汽車來說，輕量化有利于增加續航里程，不僅如此，輕量化還能達到提升操控性、舒適性等方面的效果。據了解，布雷博為不同類型的交通工具諸如摩托車、乘用車和商用車輛研發并提供制動卡鉗、制動盤和制動襯塊，并且在輕量化制動組件領域同樣處于領先地位。

舉例來說，在去年9月在法蘭克福國際汽車展上，布雷博推出了全新帶復合背板的制動襯塊，這一尖端設計成果通過了嚴格的臺架測試以及道路試驗，其耐久性和制動性能得到了有效的保障。新的制動襯塊減重達到60％以上。同時，它完全消除了在鉗體中的腐蝕并降低了導熱性，從而確保在所有路況下駐車和緊急制動時的最高安全性。

除輕量化之外，新能源汽車還要求汽車制動器具有“0”拖滯，制動拖滯是指駕駛員在完全放松制動踏板以后，汽車的制動不能立即解除或不能完全解除，仍然具有相當強度制動力的現象。拖滯越小，電動汽車的續航里程越長。

制動能量回收也是減少新能源汽車能量消耗的關鍵技術之一。相關數據顯示，在城市工況中，制動消耗的能量占總驅動能量的50%左右，如若對這部分能量進行回收，將產生十分可觀的經濟效益和環境效益。基于此，制動能量回收系統如今已基本成為新能源汽車的“必備品”。

Stephane Rolland先生表示：“制動系統需要將制動能量回收與傳統的摩擦制動相結合，兩者的結合被稱為‘混合’，將成為新能源汽車的關鍵特征。”

與此同時，他也指出，能量回收型制動的使用會產生兩個可能性，首先，能量回收型制動將減少摩擦型制動的使用，而更低的摩擦型制動使用率將減少通過摩擦“清潔”制動盤表面的可能性，且制動盤和制動襯塊可能會由于腐蝕而失去效能。第二個可能性是摩擦制動器的尺寸逐漸減小。


ADAS及自動駕駛趨勢下，線控制動系統將被引入

為了減少道路交通事故的發生、在技術發展的驅動下，ADAS及自動駕駛逐步發展起來，而它們對于汽車制動系統的要求又有所不同。

Stephane Rolland先生指出，自動駕駛將要求制動器自主動作，這意味著駕駛員不再需要踩下制動踏板來激活制動器。而為了實現這一點，采用“干式”制動卡鉗——不帶任何制動液的機電式制動卡鉗的線控制動系統將被引入，通過這一系統來實現制動器的促動和調節，每個車輪將帶有由主電控單元（ECU）控制獨立的執行器。

據了解，布雷博在過去的5年中一直在開發線控制動系統，該系統由2個控制前制動卡鉗的前電動液壓執行器，2個后機電“干式”制動卡鉗，1個踏板模擬器和2個電控單元組成。該系統包括ABS和由布雷博完全開發的穩定性控制計算程序。

Stephane Rolland先生表示，布雷博對電子駐車制動系統（EPB）的參與將使布雷博為制動系統的上述重要發展和變革做好準備，并從基礎制動器供應商發展成為完整的制動系統解決方案的提供者，從而將基礎制動與促動和調節集成在一起，這也意味著布雷博將整合軟件、電子技術和執行器等多項技能。

“電子駐車制動系統（EPB）已成為高級車和主流車的標準配置，它對于布雷博而言并不陌生。事實上，近年來布雷博一直在為高端和豪華車提供電子駐車制動系統。我們的電子駐車制動系統專為豪華和高性能車輛而設計，并且完全用鋁材制造。”Stephane Rolland先生如此表示。


線控制動系統將成為未來主流

各個汽車制造商已經進行了多年的研發，提供了一些小范圍的線控制動系統應用。例如，大陸集團的MKC1系統是其中的一個嘗試。盡管MKC1只實現了部分線控功能，但它為制動系統帶來了一些新的變化。該系統將制動缸、助力器、ABS單元和ESC單元集成在一起，相比傳統方案減輕了大約4公斤的重量。這只是大陸集團未來制動系統計劃的一個開始，他們的長期計劃將分為四個級別，從FBS 0到FBS 3，逐步實現更完整的線控制動系統。

線控制動系統具有許多潛在優勢。首先，它可以提供更快速的制動響應，無論是在日常駕駛中還是在賽道上，都能體現出更積極的性能。此外，當制動系統發熱時，踏板行程不會增加，保持一致性。此外，由于電控系統的存在，線控制動系統可以省去傳統制動系統中使用的易燃且具有腐蝕性的剎車油，也不需要定期更換。

盡管線控制動系統已經進入攻堅階段，但要實現廣泛應用還需要時間。未來，隨著無人駕駛汽車的興起，線控制動系統可能會成為必不可少的技術。然而，目前來看，線控制動系統的實際應用還為時尚早。

汽車技術的發展永遠都在不斷前行，線控制動系統的嶄露頭角表明，制動技術也在逐漸邁向新的里程碑。這個領域的變革將為駕駛員和乘客帶來更加安全和高效的駕駛體驗，這是我們值得期待的未來。