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当刹车也变“智能”，安全底线之困

36氪汽车 · 公众号 · · 2024-08-13 16:48

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「刹车变智能的过程，也是工程师不断“驯龙”的过程」

文 | 徐蔡钰 编辑 | 李勤

不久前，一家明星车企经历了多起赛道驾驶疑云：在驾驶员高速行驶过程中，刹车系统发生故障，出现冲出赛道的险况。

事件中，不同驾驶员对车辆刹车系统的评价出奇地相似：“能明显感知到，同样力量下，刹车行程变长了”、“正常机械刹车里，如果刹车片磨没了，刹车脚感会变软，这辆车明显没有变软”。

对此，车企内部紧急进行了技术复盘。36氪获悉，近期，刹车系统的阶段性分析结果已经出炉，报告显示，车辆所用刹车片的性能没有问题，部分核心指标甚至优于市面热销产品。但刹车片热衰后，所需制动力的确较同类产品更大。

相关工程师分析称，在热衰情况下，给这辆车施加传统机械刹车的最大力，并不能使其刹车片完全夹紧，释放最大刹车力，“这样说吧，踏板踩死，也没能释放刹车片的最大刹车力”。

而这款车，使用的是目前行业最先进的全解耦式线控制动技术。简单地说，踏板跟刹车片之间，核心环节已从机械助力器变成电子控制器，机械结构被简化甚至取消了。驾驶员的刹车脚感，全靠车企调校。

这样的线控制动技术，越来越多地被应用到新车、尤其是新能源汽车上。事关人身安全的刹车调校，将成为车企在当下或未来面临的刹车之困。

但线控制动又是汽车智能化发展的必经之路——辅助驾驶向自动驾驶一路进化，也对刹车提出了新的要求：需要更快、更灵活的响应，同时承担冗余备份的角色。

这就决定了，刹车必然要抛弃过往的机械连接，取而代之的是车载电脑和控制器之间的通信线束连接，这就是我们所说的线控制动时代。

刹车变智能的过程，是变得更经济、更敏捷的过程，但同时，随着智能化技术的加入，也是工程师需要不断“驯龙”的过程。

「新能源时代，当刹车走向智能化」

刹车系统最开始是机械结构的。其中最核心的真空助力器，动力来源于内燃机，气缸内活塞的高速运转恰好能为其提供负压。

但进入纯电汽车，内燃机已经被抛诸身后，没有负压来源，原先的刹车结构自然难以运转，必须设计一套适合电动车的新刹车方案。

有工程师提出，在助力器旁边再安装一个真空泵。然而，真空泵不仅体积大，且需要电力驱动，一旦安装，还需要额外的线路为其供电。显然，在空间有限、线路复杂的汽车底盘中，这并不是个好方案。

电子液压制动系统（EHB）应运而生。 EHB的核心，就是用电子控制器（ECU）直接替代真空助力器，用电信号代替真空实现增压。

电子控制器在主刹车系统的加入，便是「线控制动」的开始。博世在2013年便推出了这样一款线控制动产品iBooster，理想ONE、小鹏P7与蔚来ES8等车型都采用了iBooster的第二代产品。

博世线控制动产品展示

为了满足法规对安全的双重冗余要求，在这一代产品中，iBooster需要一套备份系统——ESP。

这是博世在1995年量产的电子车身稳定系统，作为机械制动系统的备份，当车辆发生危险时，系统能通过ESP来调节车辆单个/单边的转向与制动力及扭矩，控制车辆平衡，防止翻车。 总之，ESP是车辆行驶安全的最后一套防线，它一直独立运行。

一位智驾工程师向36氪汽车表示，现行智能驾驶系统，都是通过ESP实现对车辆的刹车及转向控制。但ESP始终是一个备份系统，人驾与机驾可以同时发出制动指令，这样的方案被称为非解耦式。

从L2级到L3级，自动驾驶的核心是机器与人类驾驶员的接管及事故责任认定。如果是人驾与机驾并行的非解耦式方案，L3级车辆无法进行责任界定。智能驾驶的高速发展，推动着完全解耦方案的发展。

2019年，博世IPB产品量产上市（如上图左侧首列），这一代刹车系统集成度大有提升，助力器与ESP共用同一个电子控制器了。从外观看，两个“盒子”变成了一个“盒子”。无论成本还是装配难度都大大降低，比亚迪汉系列、海豚系列使用的都是博世IPB产品。

IPB产品做到了踏板力与制动系统的完全解耦——简单地说，刹车踏板就只是踏板，跟踏板后的整个刹车系统已经没有物理连接了。

这样的好处是，刹车脚感可以自定义调节了，底盘可能性得到延伸；电机建压更快，刹车响应会更快；并且能实现更高效率的动能回收。新能源与智能化的大趋势下，这无疑是更好的选择。

但新的考验随之来临：失去物理连接，直接实施刹车行为的车轮轮边，如何精准获取驾驶员的刹车需求，而轮边制动力的变化，又应该如何及时反馈给驾驶员呢？这非常考验车企的调校功底。

IPB产品对高阶智能驾驶也并不友好。法规规定L3级及以上辅助驾驶必须有双冗余。这意味着，无论现在还是未来，主机厂一旦有智能驾驶进阶需求，就需要再放置一套备份系统。

对线控制动需求最大的纯电汽车，几乎都押注自动驾驶，行业显然需要一套更好的解决方案。

「线控制动的终极方案」

今年7月，保时捷召回了自交上市后交付的所有Taycan，共计15万辆。这几乎是2000年以来，保时捷首次全数量级的召回。

本次召回原因便是刹车。Taycan项目经理表示，内部测试中发现，Taycan的前刹车软管可能存在缺陷，这将有概率导致车辆刹车故障，存在安全隐患，所以进行召回，为车主更换新的软管。

36氪汽车交流了资深制动工程师周岩（化名），他表示，目前制动系统采取的都是液压模式，从总泵到硬管、软管、再到轮边的卡钳，每种材料、每个紧固点都有可能出现渗漏风险。 “100年了，液压制动方案就没有0渗漏的设计，大家都是在努力降低渗漏概率而已”。

“所以去制动液方案，被业界公认为是线控制动的终极方案。”

EMB系统简单示意

EMB方案的原理非常简单，踏板与力传感器连接，获取刹车信号后，直接驱动车轮边上的电机进行刹车，中间没有任何物理连接，全靠电信号传输。

相比现行方案，EMB优势显而易见：更安全、更节能。

首先，电信号能更直接地触达车轮轮边，刹车响应更快，比起传统刹车系统的300毫秒，EMB响应速度仅为80毫秒。这能直接降低踏板调校的难度，毕竟电信号能掌控的范围，已从助力器扩大至整个刹车系统。

其次，传感器与ECU体积小重量轻，整车轻了，续航便能增加；刹车主设备转移至车轮边，还能进一步释放车内空间。

有工程师向36氪汽车透露，搭载EMB的车辆，百公里刹停距离缩短至少1.5米。除此之外，其还能实现最大限度的动能回收。行业人士告诉36氪汽车，EMB能帮助车辆实现每度电续航里程增长3%。

对主机厂而言，新技术带来的成本优化与效益提升更是关键推进动力。 无论传统制动还是现有的线控制动，车辆都需要从制动总泵往四个车轮布置软管，每做一款新车，都需要做布管方案。EMB方案无需刹车油，也就不再需要布管。

刹车盘/片、卡钳、电机都是标准化产品，且四者在空间上紧密相关——它可以成为一个高度标准化的产品组合。不同品牌不同车型，可以采用相同的轮边产品组合（下图）。

炯熠电子EMB轮边产品图

正在推进EMB量产的主机厂向36氪汽车透露，EMB方案为他们节省了至少30%的开发成本。

对消费者而言，EMB的最直接好处便是能省钱——在现行方案下，每两年或每四万公里就应该更换一次刹车油，而在官方4S店进行刹车油更换，价格从300到1500元不止，不需要刹车油的EMB方案，帮消费者省去这笔钱。

「量产前夜，谁会第一个吃螃蟹？」

此前，特斯拉扬言2025年要让EMB上车。时至今日，行业也普遍认为，2025年将会是EMB方案量产上车的开始。

36氪汽车获悉，国内线控制动头部厂商伯特利研发的“前湿后干线控制动系统”，已与某自主品牌取得合作，预计最早将于2025年量产面世；而理想汽车等品牌也相继已与其他国产EMB系统供应商展开合作，预计于2025年量产落地。

好消息是，首批采取EMB的车型价格并像应用主动悬架的车辆那样昂贵；坏消息是，目前的量产时间仅是合理推测，因为EMB技术与法规都尚待完善。

技术层面，轮边环境复杂性导致的衍生问题是核心。EMB系统在轮边有两个重要装置，一是产生制动力的电机，二是测算制动力的传感器。

直接接触地面的车轮，会带来灰尘、雨水等多种多样杂质，这都有可能渗入电机造成故障。而传感器一旦出现问题，车辆便容易出现打滑、抱死，严重甚至翻车。

另一方面则是高温，还是那个消费者不陌生的话题：刹车过热，电子器件比机械更容易受高温影响。

法规方面，参与制动法规讨论的技术专家告诉36氪汽车，现行法规并没有硬性要求刹车油存在，无论刹车方案是什么，只要能稳定提供足够的制动力就可以上市交付， “正是因为没有详细规定，所以没有厂家敢做吃螃蟹的人。不意外的话，最早2025年，最迟2026年，更完善的细则将会出台”。

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