「芝能報(bào)告」汽車線控制動(dòng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

芝能汽車目前和汽車館主聯(lián)合一起在做行業(yè)月度報(bào)告，摘選部分比較基礎(chǔ)的信息供參考。芝能汽車出品

01、線控制動(dòng)技術(shù)路線

國(guó)內(nèi)新能源汽車日益普及，由于這類汽車缺乏真空源，因此大規(guī)模采用了BBW （Brake By Wire）線控制動(dòng)技術(shù)。

預(yù)計(jì)在未來五年內(nèi)，受新能源汽車需求的推動(dòng)，線控制動(dòng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率將接近50%。電液制動(dòng)方案將逐步升級(jí)至EMB制動(dòng)方案，雖然EMB已成為技術(shù)開發(fā)的趨勢(shì)，但其實(shí)用化仍需克服一定的挑戰(zhàn)和距離。

EMB電機(jī)制動(dòng) 需依靠外部真空泵或發(fā)動(dòng)機(jī)，為真空助 力器提供動(dòng)力源 需要依靠液壓管路產(chǎn)生制動(dòng)力 無法能量回收 制動(dòng)踏板不解耦，ABS觸發(fā)時(shí)踏板抖動(dòng) 對(duì)于自動(dòng)駕駛提供的支持較有限線控制動(dòng)技術(shù)路線

02、汽車行業(yè)里的線控制動(dòng)技術(shù)

●傳統(tǒng)真空助力制動(dòng)

這種制動(dòng)系統(tǒng)依賴外部真空泵或發(fā)動(dòng)機(jī)為真空助力器提供動(dòng)力源。制動(dòng)力由液壓管路產(chǎn)生，但不能實(shí)現(xiàn)能量回收。制動(dòng)踏板與系統(tǒng)未解耦，導(dǎo)致在ABS觸發(fā)時(shí)踏板會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。此外，這種制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)駕駛的支持性有限。

●?EHB電液制動(dòng)

該技術(shù)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)作為動(dòng)力源，通過液壓管路產(chǎn)生制動(dòng)力，但可以實(shí)現(xiàn)能量回收。其電子踏板實(shí)現(xiàn)了解耦，為自動(dòng)駕駛提供了較高的支持。但需要考慮安全冗余，使用Two box或RBU方案，成本相對(duì)較高。

●EMB電機(jī)制動(dòng)

與傳統(tǒng)真空助力制動(dòng)相似，該技術(shù)需依靠外部真空泵或發(fā)動(dòng)機(jī)為真空助力器提供動(dòng)力源，通過液壓管路產(chǎn)生制動(dòng)力，不能實(shí)現(xiàn)能量回收。制動(dòng)踏板未解耦，導(dǎo)致在ABS觸發(fā)時(shí)踏板會(huì)抖動(dòng)。此技術(shù)對(duì)自動(dòng)駕駛的支持性也相對(duì)有限。

03、EHB的技術(shù)迭代

在第一代博世iBooster中，減速傳動(dòng)裝置包括兩級(jí)減速機(jī)構(gòu)（見圖）。首先，助力電機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過蝸桿渦輪進(jìn)行第一級(jí)減速，并同時(shí)改變運(yùn)動(dòng)方向。然后，第二級(jí)齒輪齒條減速機(jī)構(gòu)進(jìn)一步降低速度，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)化為軸向推力。

第二代博世iBooster對(duì)減速傳動(dòng)裝置進(jìn)行了改良，采用了一級(jí)滾珠絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這種改變使得結(jié)構(gòu)更加緊湊，控制精度得以提高，同時(shí)也顯著降低了成本。

04、I-booster工作原理

●?當(dāng)駕駛員按下制動(dòng)踩板時(shí)，整車的控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)制動(dòng)踩板的行程和車輛的加速度信號(hào)來計(jì)算前后軸的制動(dòng)力。同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)參考車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、電機(jī)狀態(tài)和電池狀態(tài)參數(shù)來計(jì)算出電機(jī)助力的期望值。

●?接著，iBooster的控制單元會(huì)進(jìn)行制動(dòng)力仲裁，并控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。然后，電機(jī)的助力會(huì)通過傳遞系統(tǒng)傳遞到制動(dòng)主缸的推桿。

●?制動(dòng)系統(tǒng)的液壓控制單元負(fù)責(zé)分配前后軸的制動(dòng)壓力，并將這些壓力傳遞給制動(dòng)輪缸。

●?當(dāng)制動(dòng)的減速度低于設(shè)定的閾值時(shí)，電機(jī)控制器會(huì)控制電機(jī)進(jìn)行再生制動(dòng)。再生制動(dòng)力可以根據(jù)車速、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電池容量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。

05、?Two Box的工作原理

在Two Box系統(tǒng)中，iBooster和ESC共享同一套制動(dòng)油壺、制動(dòng)主缸和制動(dòng)管路。

其中，iBooster內(nèi)部的助力電機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力，推動(dòng)主缸活塞運(yùn)動(dòng)，使得制動(dòng)油壺中的液體流入主缸管路，然后進(jìn)入ESC的進(jìn)液閥。接下來，制動(dòng)液通過ESC內(nèi)部的調(diào)壓閥和進(jìn)液閥，流入四個(gè)輪缸，從而產(chǎn)生制動(dòng)力。

當(dāng)iBooster不工作時(shí)，ESC仍然能夠獨(dú)立地控制制動(dòng)液從主缸流入輪缸，從而產(chǎn)生制動(dòng)力。

不過，由于iBooster建立壓力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度比ESC主動(dòng)建立壓力的速度更快，且噪聲、振動(dòng)和刺耳聲(NVH)的表現(xiàn)更好，因此，iBooster在制動(dòng)控制系統(tǒng)中是主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

06、總結(jié)

國(guó)外的一級(jí)供應(yīng)商（Tier1）如伯特利、拿森和同馭已經(jīng)掌握了成熟的Two-Box電液制動(dòng)技術(shù)。同時(shí)，國(guó)外的大陸和博世公司已經(jīng)推出了量產(chǎn)的Two-Box電液制動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)他們的OneBox系統(tǒng)也已經(jīng)開始量產(chǎn)。

未來的線控制動(dòng)預(yù)計(jì)將發(fā)展為前EHB后EMB的配置。這將成為輪邊電機(jī)和主動(dòng)液壓懸架之后的下一個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)，并重新定義技術(shù)創(chuàng)新壁壘。