事件:近日,工信部发布《乘用车制动系统技术要求及试验方法》二次征求意见稿,这是对乘用车制动系统国家标准的一次重要修订。
值得注意的是,这次修订首次新增了对EMB电子机械制动系统的技术要求,标志着我国在推动汽车制动系统技术进步和标准化方面取得重大突破,同时也为EMB系统的国产化和应用提供了政策支持和标准依据。
1. 早期燃油车,采用传统液压制动,不适用电动车,所以这个方案市场在持续萎缩;
2. 电动车早期主流,采用Twobox+ECS电子液压制动,但集成度低、成本高且不安全,所以市场也开始萎缩;
3. 当前主流,采用Onebox电子液压制动,集成度高,满足L2+自动驾驶需求,市占率持续上升。
而EMB则是颠覆性技术,相比当前主流Onebox电子液压制动方案,进一步取消了液压系统,是真正意义上的线控制动:驾驶员踩踏板,产生电信号,直接传送至电子控制单元,然后给车轮电机发送指令,电机直接驱动制动。这样做的好处是使得EMB方案响应更快、控制更精准、更易于集成,并且由于没有液压系统,理论安装成本和维护成本都更低。
EMB之于线控制动,类似钙钛矿之于光伏,都属于产业未来方向,也都被各自业内认为是终极技术路径。
在智能汽车时代,线控底盘已呈现出超越汽车内饰、电机等重要成本项的发展态势,逐渐占据整车BOM物料清单成本第二的核心位置(第一是电池),而线控制动系统则是线控底盘中最核心也是渗透最快的部分,价值量持续提升。
第一,EMB天生适配自动驾驶,随着智能化时代的深入,EMB产业化将加速。
智能化加速是背景,之前特斯拉透露过,10月10号将发布特斯拉无人驾驶出租车Robotaxi,并且明年一季度FSD有望入华;国内以华为为代表的智驾加速渗透,萝卜快跑等新产业形式也在逐渐商业化。
上文说过EMB的特点,响应更快、控制更精准、更易于集成,天生适配自动驾驶,尤其是响应速度非常关键,传统制动500ms,当前的电子液压制动150-180ms,而EMB还能进一步减少50%以上,越快响应将使得自动驾驶越安全。
同时,理论安装成本和维护成本低意味着一旦规模化量产,在厂家和消费者方面都会有更好的接受度。
第二,地缘事件强化自主可控大安全观,线控制动系统的全产业链国产化需求推动国内EMB路径发展。
从传统液压制动到电子液压制动,国内产业链技术一直在追赶,但机械液压制动仍然相对落后,在电子液压制动领域,海外博世、大陆集团、万都、采埃孚、爱德克斯等外资供应商依然占据主要市场份额,尤其是黑箱供货安全性低。
而在EMB技术路径上,国内与国外技术差不多,有希望完全实现产业链国产化,安全性更高。
当前主流的制动系统,都是把驾驶员踩制动踏板的力通过机械连接传导给制动执行机构完成的,只不过为了省力和增强制动效果,增加了不同类型的助力机构,但随着底盘电动化和智能化的发展要求,线控制动已经成了必然趋势。
目前,相对比较成熟的线控制动是电子液压制动(EHB),被称为湿式线控制动,有两种技术路线,One-box和Two-box。两者主要区别在于ABS/ESC系统是否与电子助力器集成在一起。One-Box方案相对于Two-box方案的体积和重量都大为缩减,成本相对更低,由1,900-2,000元减至1,600-1,700元左右,下面是一个简单的对比。
但是,电子机械制动系统(electro-mechanical brake system,EMB)才更接近真正意义上的完全线控,取消了复杂的液压助力系统,通过四个可独立工作的轮端电机直接产生制动力,同时通过控制电机实现ABS等稳定性功能,但EMB目前还处于研发和验证阶段。
EMB结构简单,主要由车载电源、制动踏板单元、制动执行单元和控制系统四个部分组成。执行路径短,当接收到信号后,直接由轮端电机执行,效应速度90ms,有效缩短制动距离。而EHB需要制动液作为媒介传递制动力,响应迟缓一些,150ms左右。四个电机分别控制四个轮子的制动,更加有利于制动力的分配,有效加强对制动和转向的控制,增加车辆的操纵稳定性。同时进一步降低了制动拖滞,提高能量回收的效率。
EMB由于结构更加精简,一方面降低了生产成本,也降低了后期保养维护成本,总体质量和体积也相应变小,方便底盘布置,优化整体性能,而且未来可以和轮毂电机集成到一起,更加节约空间降低能耗。
EMB对可靠性要求更高,没有冗余系统,而且轮边环境恶劣,震动、高温、高湿等环境都对EMB提出了考验,而且电机的功率问题也有待解。
对于未来,纯电机驱动的EMB都被看成线控制动的终极解决方案,但是由于安全和成本两大因素制约,产品一直还处在研发试验阶段。另外,整车的制动完全依赖电机驱动,对电机的功率、散热等性能要求极其苛刻。以下列举几个已经有一定产品雏形的产品供参考;
2021年10月,意大利布雷博正式发布了SENSIFY制动系统,采用了机电一体化卡钳(EMB),无疑是SENSIFY最大的亮点之一。据悉,SENSIFY后轮卡钳采用了电制动,前轮沿用了液压电子制动系统,通过干/湿制动搭配的组合,既能发挥EMB的性能优势,也可确保整车制动的安全性、稳定性,以及市场可接受的价格。据悉,布雷博SENSIFY计划于2024年量产上市。
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2021年4月长城汽车旗下的精工底盘发布了其针对乘用车的EMB产品,据悉将于2023/2024年应用于新款上市车型,并宣称其线控制动系统是全球首个实现量产的EMB。
2023年年初,炯熠电子科技(苏州)有限公司自主研发的搭载EMB样车,在海拉尔完成了冬季标定测试,成为首个完成该项测试的EMB国内供应商,成为了EMB领域的一匹黑马。
应该说整个EMB领域目前都是在暗流涌动,各供应商都在努力研发产品,用以抢占未来的先机,未来几年,应该有多款EMB产品量产上市,那么究竟随能胜出,我们拭目以待