“标配智驾时代”，制动系统如何追上L3脚步？
- 来源：盖世汽车
- 2024/1/8 9:58:37
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11月17日，工信部等四部门联合发布《关于开展智能网联汽车准入和上路通行试点工作的通知》，明确提出在智能网联汽车道路测试与示范应用基础上，遴选具备量产条件的L3及L4级别自动驾驶汽车开展准入试点。政策发布一周左右的时间，宝马、奔驰、智己、极狐、长安汽车等多家车企便相继官宣了获得L3级自动驾驶测试牌照。
汽车行业呼唤多年的L3，终于踩着2023年的尾巴迈出了落地应用的重要一步。
各车企应声而动的同时，供应链玩家们也在紧跟L3发展的步伐，从而构建起完整的产业发展体系。线控底盘作为自动驾驶系统最关键的执行端，需要与感知和决策协同来实现汽车产品的各项智能化功能。
目前，线控底盘主要有五大核心系统，分别为线控制动、线控转向、线控悬架、线控换挡、线控电门。其中，制动系统的发展对汽车行业的影响是全方位——从提高驾驶安全性能到提升制动效率，再到降低制动噪音和提升驾驶舒适度，制动系统的技术革新驱动汽车行业迈向更安全、更高效和可持续的方向。
探索智能制动两大方案——EHB和EMB
制动系统包括驻车制动与行车制动，驻车制动经历了由传统的机械手刹到电子系统的过程，行车制动系统经历从机械制动—液压制动—线控制动的发展阶段，线控制动正成为未来制动系统的主流方向。目前，线控制动主要分为电子液压制动(EHB)和电子机械制动(EMB)两种技术路线。其中主流的EHB技术又分为One-Box和Two-Box解决方案，One-Box较Two-Box性能上更具优势，但目前Two-Box安全性更有保障；EMB理论上更完美，但由于冗余备份、电机性能等限制，盖世汽车研究院预计未来5年内，仍将以EHB为主。
在新能源车和智能驾驶渗透率提升以及高安全性的需求下，接下来线控制动市场将处于爆发增长期。当前，国外Tier1巨头博世在控制器、传感器等方面具备先进优势；但像伯特利、拿森、格陆博等本土厂商则通过为新能源品牌供应，出货量大幅提升，市场不断提高。
本土高出货量厂商的成本优势正逐渐显现，部分初创公司也在快速跟进。以菲格智能科技有限公司(下简称“菲格科技”)为例，作为一家专业开发、生产汽车制动系统智能线控系列产品的创新型企业，菲格科技有三大系列产品，分别是EPB、EHB和EMB。
虽然是一家初创公司，但凭借其脚踏实地的技术创新，2016年菲格科技开始批产EPB，目前市场保有量超1000万件；2021年起Two-Box产品实现批产；2022年One-Box实现批产。
满足L3级驾驶与安全需求，EHB持续进化
在“2023第三届汽车智能底盘大会”上，菲格智能科技有限公司总工葛宏表示，智能驾驶共分为五级，对菲格科技而言，这五级智能驾驶分别有其对应的产品和解决方案：
L1以下是传统的制动系统解决方案；L2部分自动驾驶，菲格科技的解决方案有两个，第一Two-Box+ESC，第二One-Box；L3以上的自动驾驶解决方案是Two-Box+ESC或One-Box+RBU；在L4、L5以上，菲格科技将持续推进One-Box+RBU或EMB。
在EHB技术路线中，Two-Box产品量产较早，成熟度较高，同时由于是分体式结构，主机厂能根据车型需求灵活选择制动系统的配套方案，如ESC+iBooster、ABS+iBooster或ABS/ESC+真空助力器等，因此Two-Box产品是当前线控制动的主流产品之一。
葛宏认为，Two-Box最大的优势在于电子助力器和ESC分开，可以互为安全冗余。同时菲格科技Two-Box是机械解耦结构， 配有踏板模拟器，无需依赖ESC独立实现能量回收。
目前，菲格科技的Two-Box解决方案具备基础制动助力，能够协调能量回收、坡道辅助、陡坡缓降、自动排气等功能；同时其还具备增值功能，支持整车紧急制动(AEB)、自动制动预充压 (ABP)、前横穿侧向制动(PCTB)、后横穿侧向制动(RCTB)、自适应巡航(ACC)以及自动驾驶ADAS。值得一提的是，菲格科技的Two-Box解决方案在ABS模式下不会弹脚，在紧急制动模式下可有效避免夹脚风险，最大建压能力达到了180bar。同时相较于传统制动200-300ms的响应时间，其在技术上可提高30%-40%，达到150ms。并且凭借高可靠和轻量化的优势，工作寿命达220万次，重量做到了4.27kg。
基于Two-Box方案的成功经验，菲格科技于2022年开发了ESC和RBU+One-Box的解决方案。其中ESC支持策略定制，提供Base及Plus两种配置，OEM可自由选配。“Two-Box+ESC”则为行业提供了更高性价比和更广安全冗余范围的线控制动解决方案，能满足自动驾驶L3以上的整体安全功能需求；“RBU+One-Box”则能够满足L3以上的自动驾驶要求。
One-Box是一种集成式的智能电液线控解决方案，其优势在于：第一精度较高；第二可独自满足L2级以下的智能安全冗余需求。加上安全冗余控制器RBU后有两套独立的控制系统，可满足L3以上的智能驾驶系统；第三能量回收范围较广。
菲格科技的One-Box方案集成了Two-Box和ESC的所有功能，在此基础上，支持自动泊车、智能驾驶以及自动巡航等功能。同时，该系统采用双向建压设计，Refill工况实现无间断补液，最大建压能力达到了215bar，压力可提高20%-30%，输出范围可提高30%。其电机、电磁阀是线性可控的，可实现系统高精度控压，并集成EPB，增强了备用制动行车安全。相较于Two-Box，One-Box在响应时间上进一步缩短至125毫秒，总重小于5.7公斤。
提及One-Box，就不得不讲到RBU。上文提到，其与RBU的匹配组合可满足L3以上的功能冗余需求。具体来看，首先RBU可控制两个前轮液压，在One-Box失效的情况下进行冗余控制，两个前轮液压还能保持ABS防抱死功能；其次，能对EPB实现冗余控制，在主控制器失效时，辅控制器可以对车辆进行控制。目前，该组合是安全智能线控制动的主流解决方案，可100%实现安全冗余功能的协调控制。
聚焦六大安全冗余，完善EMB方案
EMB是真正意义上的线控制动方案，适用于线控底盘智能域控制，易于实现ABS、TCS、ESP、ACC等智能驾驶功能并支持整车多种动态驾驶模式。与传统的制动系统不同，EMB使用电机和传动机构来执行制动动作，而不是依赖液压或气压系统。目前，EMB正处于研发阶段，由于其技术难度较高，尚未量产落地。近年来，随着线控技术的进步，海外Brembo、Haldex等企业推出了相关样机，国内菲格科技在EMB研发方面处于领先地位、其他初创公司如利氪科技、格陆博等也均有布局EMB产品。
但对汽车智能化发展而言，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，持续完善EMB方案：
第一，通讯冗余。由于线控制动要与整车通讯，其通讯要通过双路CAN总线，一路失效还有一路。
第二，控制器冗余。系统设置了前后两个中央控制器，两个控制器之间有两路私有CAN，可保持同步。前轮控制器控制两个前轮的电子卡钳，后轮控制器控制两个后轮的电子卡钳。实现安全控制器的备份。
第三，电源冗余。传统制动器依靠液压作为能源，EMB则依靠电能提供能源。为保证安全，菲格科技双电源采用X型供电，蓄电池1给右前、左后供电，蓄电池2给左前、右后供电。
第四，制动开关冗余。现在制动系统采用电子踏板，通过线控与轮端制动器连接，这种情况下一个电子踏板本身有双路信号，还有EPB开关。对系统而言，制动开关也是冗余的。目前，每个轮速传感器是单芯片，未来EMB将是双芯片，轮速信号也将实现冗余备份。
最后是卡钳、电机冗余。若电机坏了该如何？菲格科技的电机采用四个独立电机控制，同时电机采用双绕阻。所谓双绕阻即两个电机绕阻一个坏了，还有一个绕阻，电机可以继续工作。
车辆安全问题是行业的共识，针对上述六大冗余，可以发现EMB在安全冗余方面已经有了很大的进展。菲格科技自2019年正式立项开发EMB，目前已完成所有的台架试验验证，整车实验验证也基本结束，接近于B样状态。
葛宏表示：“我们希望在2025年实现EMB产品落地。”
从产业发展来看，目前相关企业已经对EMB技术准备得较为充分，但EMB产品落地仍欠一阵政策的“东风”。目前，传统液压制动上市前仍需经过GB21670-2008的行业标准检验。而在2008年发布的行业标准，已经不再完全适用于快速发展的智能制动技术和产品解决方案，行业亟需市场端和政策端协力推出更适合、更科学的检验标准，以推动产业的合规、健康发展，助力EMB在国际上率先落地，并实现弯道超车。
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