“標(biāo)配智駕時(shí)代”，制動(dòng)系統(tǒng)如何追上L3腳步？

11月17日，工信部等四部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車準(zhǔn)入和上路通行試點(diǎn)工作的通知》，明確提出在智能網(wǎng)聯(lián)汽車道路測(cè)試與示范應(yīng)用基礎(chǔ)上，遴選具備量產(chǎn)條件的L3及L4級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車開(kāi)展準(zhǔn)入試點(diǎn)。政策發(fā)布一周左右的時(shí)間，寶馬、奔馳、智己、極狐、長(zhǎng)安汽車等多家車企便相繼官宣了獲得L3級(jí)自動(dòng)駕駛測(cè)試牌照。

汽車行業(yè)呼喚多年的L3，終于踩著2023年的尾巴邁出了落地應(yīng)用的重要一步。

各車企應(yīng)聲而動(dòng)的同時(shí)，供應(yīng)鏈玩家們也在緊跟L3發(fā)展的步伐，從而構(gòu)建起完整的產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系。線控底盤作為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)最關(guān)鍵的執(zhí)行端，需要與感知和決策協(xié)同來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)品的各項(xiàng)智能化功能。

目前，線控底盤主要有五大核心系統(tǒng)，分別為線控制動(dòng)、線控轉(zhuǎn)向、線控懸架、線控?fù)Q擋、線控電門。其中，制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)汽車行業(yè)的影響是全方位——從提高駕駛安全性能到提升制動(dòng)效率，再到降低制動(dòng)噪音和提升駕駛舒適度，制動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)革新驅(qū)動(dòng)汽車行業(yè)邁向更安全、更高效和可持續(xù)的方向。

探索智能制動(dòng)兩大方案——EHB和EMB

制動(dòng)系統(tǒng)包括駐車制動(dòng)與行車制動(dòng)，駐車制動(dòng)經(jīng)歷了由傳統(tǒng)的機(jī)械手剎到電子系統(tǒng)的過(guò)程，行車制動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)歷從機(jī)械制動(dòng)—液壓制動(dòng)—線控制動(dòng)的發(fā)展階段，線控制動(dòng)正成為未來(lái)制動(dòng)系統(tǒng)的主流方向。目前，線控制動(dòng)主要分為電子液壓制動(dòng)（EHB）和電子機(jī)械制動(dòng)（EMB）兩種技術(shù)路線。其中主流的EHB技術(shù)又分為One-Box和Two-Box解決方案，One-Box較Two-Box性能上更具優(yōu)勢(shì)，但目前Two-Box安全性更有保障；EMB理論上更完美，但由于冗余備份、電機(jī)性能等限制，蓋世汽車研究院預(yù)計(jì)未來(lái)5年內(nèi)，仍將以EHB為主。

圖源：蓋世汽車研究院

在新能源車和智能駕駛滲透率提升以及高安全性的需求下，接下來(lái)線控制動(dòng)市場(chǎng)將處于爆發(fā)增長(zhǎng)期。當(dāng)前，國(guó)外Tier1巨頭博世在控制器、傳感器等方面具備領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)；但像伯特利、拿森、格陸博等本土廠商則通過(guò)為新能源品牌供應(yīng)，出貨量大幅提升，市場(chǎng)份額不斷提高。

本土高出貨量廠商的成本優(yōu)勢(shì)正逐漸顯現(xiàn)，部分初創(chuàng)公司也在快速跟進(jìn)。以菲格智能科技有限公司（下簡(jiǎn)稱“菲格科技”）為例，作為一家專業(yè)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)汽車制動(dòng)系統(tǒng)智能線控系列產(chǎn)品的創(chuàng)新型企業(yè)，菲格科技有三大系列產(chǎn)品，分別是EPB、EHB和EMB。

雖然是一家初創(chuàng)公司，但憑借其腳踏實(shí)地的技術(shù)創(chuàng)新，2016年菲格科技開(kāi)始批產(chǎn)EPB，目前市場(chǎng)保有量超1000萬(wàn)件；2021年起Two-Box產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)批產(chǎn)；2022年One-Box實(shí)現(xiàn)批產(chǎn)。

滿足L3級(jí)駕駛與安全需求，EHB持續(xù)進(jìn)化

在“2023第三屆汽車智能底盤大會(huì)”上，菲格智能科技有限公司總工葛宏表示，智能駕駛共分為五級(jí)，對(duì)菲格科技而言，這五級(jí)智能駕駛分別有其對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品和解決方案：

圖源：菲格科技

L1以下是傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)解決方案；L2部分自動(dòng)駕駛，菲格科技的解決方案有兩個(gè)，第一Two-Box+ESC，第二One-Box；L3以上的自動(dòng)駕駛解決方案是Two-Box+ESC或One-Box+RBU；在L4、L5以上，菲格科技將持續(xù)推進(jìn)One-Box+RBU或EMB。

在EHB技術(shù)路線中，Two-Box產(chǎn)品量產(chǎn)較早，成熟度較高，同時(shí)由于是分體式結(jié)構(gòu)，主機(jī)廠能根據(jù)車型需求靈活選擇制動(dòng)系統(tǒng)的配套方案，如ESC+iBooster、ABS+iBooster或ABS/ESC+真空助力器等，因此Two-Box產(chǎn)品是當(dāng)前線控制動(dòng)的主流產(chǎn)品之一。

葛宏認(rèn)為，Two-Box最大的優(yōu)勢(shì)在于電子助力器和ESC分開(kāi)，可以互為安全冗余。同時(shí)菲格科技Two-Box是機(jī)械解耦結(jié)構(gòu)， 配有踏板模擬器，無(wú)需依賴ESC獨(dú)立實(shí)現(xiàn)能量回收。

目前，菲格科技的Two-Box解決方案具備基礎(chǔ)制動(dòng)助力，能夠協(xié)調(diào)能量回收、坡道輔助、陡坡緩降、自動(dòng)排氣等功能；同時(shí)其還具備增值功能，支持整車緊急制動(dòng)（AEB）、自動(dòng)制動(dòng)預(yù)充壓 （ABP）、前橫穿側(cè)向制動(dòng)（PCTB）、后橫穿側(cè)向制動(dòng)（RCTB）、自適應(yīng)巡航（ACC）以及自動(dòng)駕駛ADAS。值得一提的是，菲格科技的Two-Box解決方案在ABS模式下不會(huì)彈腳，在緊急制動(dòng)模式下可有效避免夾腳風(fēng)險(xiǎn)，最大建壓能力達(dá)到了180bar。同時(shí)相較于傳統(tǒng)制動(dòng)200-300ms的響應(yīng)時(shí)間，其在技術(shù)上可提高30%-40%，達(dá)到150ms。并且憑借高可靠和輕量化的優(yōu)勢(shì)，工作壽命達(dá)220萬(wàn)次，重量做到了4.27kg。

基于Two-Box方案的成功經(jīng)驗(yàn)，菲格科技于2022年開(kāi)發(fā)了ESC和RBU+One-Box的解決方案。其中ESC支持策略定制，提供Base及Plus兩種配置，OEM可自由選配?！癟wo-Box+ESC”則為行業(yè)提供了更高性價(jià)比和更廣安全冗余范圍的線控制動(dòng)解決方案，能滿足自動(dòng)駕駛L3以上的整體安全功能需求；“RBU+One-Box”則能夠滿足L3以上的自動(dòng)駕駛要求。

One-Box是一種集成式的智能電液線控解決方案，其優(yōu)勢(shì)在于：第一精度較高；第二可獨(dú)自滿足L2級(jí)以下的智能安全冗余需求。加上安全冗余控制器RBU后有兩套獨(dú)立的控制系統(tǒng)，可滿足L3以上的智能駕駛系統(tǒng)；第三能量回收范圍較廣。

菲格科技的One-Box方案集成了Two-Box和ESC的所有功能，在此基礎(chǔ)上，支持自動(dòng)泊車、智能駕駛以及自動(dòng)巡航等功能。同時(shí)，該系統(tǒng)采用雙向建壓設(shè)計(jì)，Refill工況實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷補(bǔ)液，最大建壓能力達(dá)到了215bar，壓力可提高20%-30%，輸出范圍可提高30%。其電機(jī)、電磁閥是線性可控的，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高精度控壓，并集成EPB，增強(qiáng)了備用制動(dòng)行車安全。相較于Two-Box，One-Box在響應(yīng)時(shí)間上進(jìn)一步縮短至125毫秒，總重小于5.7公斤。

提及One-Box，就不得不講到RBU。上文提到，其與RBU的匹配組合可滿足L3以上的功能冗余需求。具體來(lái)看，首先RBU可控制兩個(gè)前輪液壓，在One-Box失效的情況下進(jìn)行冗余控制，兩個(gè)前輪液壓還能保持ABS防抱死功能；其次，能對(duì)EPB實(shí)現(xiàn)冗余控制，在主控制器失效時(shí)，輔控制器可以對(duì)車輛進(jìn)行控制。目前，該組合是安全智能線控制動(dòng)的主流解決方案，可100%實(shí)現(xiàn)安全冗余功能的協(xié)調(diào)控制。

聚焦六大安全冗余，完善EMB方案

EMB是真正意義上的線控制動(dòng)方案，適用于線控底盤智能域控制，易于實(shí)現(xiàn)ABS、TCS、ESP、ACC等智能駕駛功能并支持整車多種動(dòng)態(tài)駕駛模式。與傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)不同，EMB使用電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)執(zhí)行制動(dòng)動(dòng)作，而不是依賴液壓或氣壓系統(tǒng)。目前，EMB正處于研發(fā)階段，由于其技術(shù)難度較高，尚未量產(chǎn)落地。近年來(lái)，隨著線控技術(shù)的進(jìn)步，海外Brembo、Haldex等企業(yè)推出了相關(guān)樣機(jī)，國(guó)內(nèi)菲格科技在EMB研發(fā)方面處于領(lǐng)先地位、其他初創(chuàng)公司如利氪科技、格陸博等也均有布局EMB產(chǎn)品。

但對(duì)汽車智能化發(fā)展而言，EMB落地的前提是保障安全。因此，菲格科技聚焦六大安全冗余，持續(xù)完善EMB方案：

第一，通訊冗余。由于線控制動(dòng)要與整車通訊，其通訊要通過(guò)雙路CAN總線，一路失效還有一路。

第二，控制器冗余。系統(tǒng)設(shè)置了前后兩個(gè)中央控制器，兩個(gè)控制器之間有兩路私有CAN，可保持同步。前輪控制器控制兩個(gè)前輪的電子卡鉗，后輪控制器控制兩個(gè)后輪的電子卡鉗。實(shí)現(xiàn)安全控制器的備份。

第三，電源冗余。傳統(tǒng)制動(dòng)器依靠液壓作為能源，EMB則依靠電能提供能源。為保證安全，菲格科技雙電源采用X型供電，蓄電池1給右前、左后供電，蓄電池2給左前、右后供電。

第四，制動(dòng)開(kāi)關(guān)冗余。現(xiàn)在制動(dòng)系統(tǒng)采用電子踏板，通過(guò)線控與輪端制動(dòng)器連接，這種情況下一個(gè)電子踏板本身有雙路信號(hào)，還有EPB開(kāi)關(guān)。對(duì)系統(tǒng)而言，制動(dòng)開(kāi)關(guān)也是冗余的。目前，每個(gè)輪速傳感器是單芯片，未來(lái)EMB將是雙芯片，輪速信號(hào)也將實(shí)現(xiàn)冗余備份。

最后是卡鉗、電機(jī)冗余。若電機(jī)壞了該如何？菲格科技的電機(jī)采用四個(gè)獨(dú)立電機(jī)控制，同時(shí)電機(jī)采用雙繞阻。所謂雙繞阻即兩個(gè)電機(jī)繞阻一個(gè)壞了，還有一個(gè)繞阻，電機(jī)可以繼續(xù)工作。

車輛安全問(wèn)題是行業(yè)的共識(shí)，針對(duì)上述六大冗余，可以發(fā)現(xiàn)EMB在安全冗余方面已經(jīng)有了很大的進(jìn)展。菲格科技自2019年正式立項(xiàng)開(kāi)發(fā)EMB，目前已完成所有的臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證，整車實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證也基本結(jié)束，接近于B樣狀態(tài)。

葛宏表示：“我們希望在2025年實(shí)現(xiàn)EMB產(chǎn)品落地?！?/p>

圖源：菲格科技

從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來(lái)看，目前相關(guān)企業(yè)已經(jīng)對(duì)EMB技術(shù)準(zhǔn)備得較為充分，但EMB產(chǎn)品落地仍欠一陣政策的“東風(fēng)”。目前，傳統(tǒng)液壓制動(dòng)上市前仍需經(jīng)過(guò)GB21670-2008的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)。而在2008年發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)不再完全適用于快速發(fā)展的智能制動(dòng)技術(shù)和產(chǎn)品解決方案，行業(yè)亟需市場(chǎng)端和政策端協(xié)力推出更適合、更科學(xué)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的合規(guī)、健康發(fā)展，助力EMB在國(guó)際上率先落地，并實(shí)現(xiàn)彎道超車。