汽车电动化过程中的转变：线控制动

来源:电子发烧友网发布时间:2023-05-31352浏览

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）在汽车从燃油转向电动化的过程中，不仅仅是驱动能源的改变，在整车架构，甚至一些关键零部件方面的结构原理方面都大有不同。比如汽车上最基础的部件之一，制动系统。

电动汽车制动系统向线控发展

在燃油车时代，主流采用真空助力式液压制动系统，这套系统由制动主缸、真空助力器、液压管路、制动器组成。液压的概念很容易理解，通过驾驶员踩下制动踏板来推动制动主缸活塞工作，通过液压管道来控制制动器完成车辆制动的动作。
当然，为了更轻松踩下刹车，需要一个额外的力来帮助推动制动主缸活塞。在燃油车上，真空助力器由发动机带动，在发动机工作时会吸入空气，这就造成助力器一侧真空，利用大气压力差来加强制动力。
但显然，电动汽车上没有发动机，也就无法沿用燃油车时代的真空助力液压制动系统，如果要加电动真空泵，首先体积较大，其次工作噪音对整车NVH也有较大影响。
另一方面，电动汽车考虑到续航里程，往往会加入动能回收系统来回收刹车浪费的能量，如果用传统的液压制动系统，驾驶员踩下踏板后通过机械传动来控制刹车，那么这部分制动的能量就无法利用于回收。
其次，辅助驾驶功能的加入，需要电子系统对于刹车的控制更加精准，对控制器精度和冗余都有更高要求。
在多个方面的驱动下，线控制动系统就成为了目前的趋势。所谓线控制动，即将制动踏板与制动器，或是制动主缸的物理连接分开，用电信号连接取代。原有的制动踏板则是一个具有反馈力的模拟踏板，将机械信号转换成电信号传递至制动系统和执行机构，用电控模块来施加制动力。
而线控制动目前来看也分为两种，分为One-box和Two-box，顾名思义，One-box是系统中只有一个模块，将电动制动助力器和ESC（电子稳定控制系统）集成到一个模块中；Two-box则是将电动制动助力器和ESC分开两个模块。One-box由于集成度更高，是未来的主流方案，目前国内多家Tier1已经有相关产品推出，国产化进程加快。
作为关系到行驶安全的部件，安全冗余很重要。线控制动系统技术还分为以传统液压制动系统为基础的液压式线控制动系统（EHB），以及通过四个安装在轮端的电机来控制制动力的机械式线控制动系统（EMB）。其中EHB使用制动液作为动力传递媒介，同时具备液压备份制动系统，所以是目前的主流技术方案。

线控制动产业链，国产后发机会大

线控制动目前主要还是以博世、大陆、采埃孚等厂商占据主流市场，份额合计超过90%。不过自2021年开始，汽车行业缺芯潮下，博世的EPS受到了影响，车企供应严重受阻，这也给国内供应商带来了国产替代的机会。
在线控制动系统中，其实难点主要是ESC（博世ESP）。在线控制动系统中，需要通过ESC模块来分析车身状态，从而计算出各车轮需要分配的制动力，以稳定车身。
ESC由传感器、ECU、执行器三大部分组成，具体来说包含MCU、惯性传感器等主要芯片。以往ESC由博世、大陆、爱德克斯等厂商垄断，市场份额合计近80%。不过近年来国内供应商也纷纷发力，比如亚太股份、拿森、伯特利等厂商已经有ESC产品成功量产上车。
而线控制动系统上，国内厂商更是主要在集成度更高的One-box方案上发力，比如伯特利、福迪动力、拿森等，目前都有多个本土车企量产案例，国产替代进程迅速。