浅谈汽车电子制动系统行业发展动态

(1)电液/气动复合制动系统的发展现状

1. 电液制动系统(EHB)

EHB系统是在传统液压制动的基础上发展起来的。国外许多企业在上世纪90年代就对EHB系统进行了研究，并实现了量产。典型产品有博世的SBC (Sensotronic Brake Control)系统、IBS系统、丰田的ECB (Electric Brake Control)系统、Continental的EVB (Electronic Vacuum Booster)系统等。国内的EHB系统还处于研究阶段，清华大学、同济大学和吉林大学都提出了各种方案，如清华大学在2010年提出了DEHB系统;国内企业、亚太、万向、上汽等相关产品也在研发中，部分已进入试验验证阶段，尚未量产。

在汽车工业低碳化、信息化、智能化的趋势下，电子客车系统将面临更多的新需求，特别是国内电子客车系统的产业化迫在眉睫。

①制动能量回收要求:EHB系统在制动能量回收方面可以实现完全解耦，回收效率高。

(2)智能辅助驾驶主动减速制动的要求:近两年来，我国智能辅助驾驶的主动减速制动功能主要由ESC系统完成。与ESC系统相比，EHB(包括IBS)系统由于完全解耦，具有良好的踏板感觉。同时，EHB系统具有更高的减压速度和控制精度，更好的制动效率和更方便的控制。它是智能辅助驾驶(ADAS)下一阶段的理想执行系统。ApAC推出的IEHB系统要求达到10MPa主动减压时间≤170ms，液压控制精度≤0.1mpa的目标。

(3)适用于分布式驱动车辆(轮毂机动车辆):轮毂电机技术是未来电动汽车发展的方向，EHB系统与轮毂电机协调控制，可以实现非常高的能量回收效率，在智能驾驶控制中，将会有很大的提高。

图1 eeb系统的新需求

在新的要求下，EHB系统需要关注回收效率、舒适性、噪音、安全性、快速增压和精确控制。

2. 满足制动能量回收的要求

在城市地区行驶的汽车在制动过程中消耗的能量一般占直开汽车总能量消耗的30% ~ 50%。制动能量回收是汽车节能的一项重要措施。根据电动汽车制动能量反馈的要求，基于原有液压制动系统的能量反馈制动系统的研发已成为国际知名汽车公司和ABS生产厂家竞相发展的热点。能量反馈制动系统是决定电动汽车制动安全性、舒适性和制动能量回收效率的重要因素。它已成为电动汽车关键的通用技术和具有核心竞争力的零部件产品。

目前，典型的制动能量回收系统可分为基于液压控制单元的集成设计和基于制动主缸的集成设计两种类型。

(1)基于液压控制单元集成设计

基于液压控制单元的集成设计主要分为基于EHB的设计方案和基于ESP的设计方案。

基于液压控制单元集成设计的典型制动能量回收系统

基于EHB的设计方案的代表模型是丰田普锐斯。由丰田Ideex公司基于电液制动(EHB)技术路线开发的电控制动(ECB)是具代表性的制动能量回收产品，与传统的真空助力器相比具有明显的优势，特别是在快速响应方面。

基于ESP的设计方案的代表车型是日产leaf。该车型为了满足制动能量回收的需求，其制动系统采用的是电动控制系统，它和丰田Prius的不同在于采用电机直接加力。该制动系统可在利用再生制动的同时，使之与摩擦制动配合，确保必要的制动，安装于电机室内驾驶席的前面。

（2）基于与制动主缸的集成设计

基于与制动主缸的集成设计主要分为伺服制动能量回收系统、电控真空助力液压系统及电控推杆能量回收系统，代表产品分别为本田Insight、大陆电控助力液压系统及现代索拉塔。

基于与制动主缸的集成设计典型制动能量回收系统

（3）国内制动能量回收系统的进展

基于液压控制单元的集成设计的制动能量回收系统是当前针对新能源汽车制动系统开发的主流方向，目前国内在制动能量回收系统的设计和制造方面已经取得了实质性进展。2011年，由清华大学牵头，联合亚太股份、广州科密、北理工、中科院电工所开发能量回馈式电动汽车制动防抱死系统，主要开发液压EABS和气压EABS产品。2015年，由亚太股份牵头承接国家科技支撑计划课题“电驱动轿车制动能量回收系统研发与产业化”，联合清华大学开始进行EABS的产业化工作和EESC（能量回馈式整车动力学控制系统）的研发，截至2017年，EABS产品已经在北汽C30、广汽A5HEV上完成集成，其对整车能量经济型的改善幅度在20%以上，亚太股份目前已具备3万套EABS的年生产能力；EESC产品在北汽C70轿车上已经完成装车，但仍处于研发阶段。

同时，亚太股份在2016年推出了IEHB系统，该系统是由吉林大学牵头、亚太股份和清华大学参与的国家重点研发计划项目课题，IEHB系统是基于EHB的制动能量回收系统设计方案。国内还有芜湖伯特利、武汉元丰等也在进行基于液压控制单元集成设计的制动能量回收系统的研发。

3.iBooster

机电伺服助力机构iBooster由博世公司开发，其不依赖真空源，可以满足现代制动系统的要求。iBooster可用于所有动力传动系统配置，尤其适用于混合动力车和电动车，且可实现全自动驾驶。通过与ESP © hev相结合，iBooster可实现几乎100%的制动能量回收（高达0.3g的减速度），涵盖公路行驶中所有常见的制动操纵，并使电动车辆的续航里程增加20%。

4.商用车电子制动系统EBS

电子制动系统（Electronic Braking System，EBS）集成了电控气压制动系统（Electro-Pneumatic Brake，EPB）、防抱制动系统（Antilock Braking System，ABS）和驱动防滑系统（Anti-Spin Regulator，ASR）三个子功能。

（二）电子制动系统技术发展新方向

1. 电子驻车制动系统EPB

电动驻车制动(EPB)，是一种新型的机电一体化系统，解决了传统驻车系统制动回路长、操作舒适性差、响应速度慢、安全性能差等问题。与传统的驻车制动系统相比，它采用电子元件代替部分机械元件，用导线代替部分制动电路和传动机构，缩短了驻车制动响应时间，提高了驻车制动性能，节省了车辆质量和设备空间。

EPB可分为卡钳集成式和拉缆式。在集成化EPB中，其动力执行机构又分为MOC(卡尺电机)和MOD(鼓电机)。目前主要使用MOC，很少使用MOD。美国天合汽车公司率先提出并成功开发了电子停车系统(EPB)产品。它在2001年首先配备了菲亚特蓝旗亚，然后配备了北美和欧洲的许多车型。德国科斯特是电缆EPB的制造商。其EPB系统曾占据全球市场份额的一半，但由于电缆EPB结构的限制和性能无法与卡钳集成式竞争，正逐渐退出市场。目前EPB产品的主要竞争对手为天合、大陆、博世等跨国公司。

在中国，电子停车系统起步较晚，天合(TRW)在廊坊的工厂于2008年开始少量生产这种系统。早期中国的电子泊车系统主要配备合资或国外品牌主机厂的高端车型:一汽大众的奥迪、迈腾、上海大众的途观、上海通用的别克等。这些型号的EPB由TRW, Continental和其他国外EPB供应商提供。近年来，国内零部件企业(亚太控股、列邦、伯特利等)在EPB的研发和产业化方面取得了很大进展，并开始批量供货。尤其值得一提的是，江铃陆风X5、X7、一汽奔腾X80、一汽森亚R020、众泰T600、一汽红旗等国内主流品牌车型开始搭载国内配件企业的EPB产品。在功能和可靠性方面，国产EPB产品与国外品牌产品差距不是特别明显。

随着电动汽车的快速发展，EPB的普及程度越来越高，竞争也越来越激烈。如何在不牺牲产品功能、特性和结构的前提下降低成本、降低系统复杂度，一直是零部件企业面临的问题。在此背景下，根据德国VDA305-100规范，天合汽车率先提出了“EPBi”的概念，即集成电子停车系统。

EPBi结构与独立EPB结构及ESC结构的比较

EPB与电子稳定系统的集成使效益大化。一方面，EPB和ESC对系统可靠性的要求相似;另一方面，这两个系统能够共享自动监控车辆和制动所需的控制程序和算法的重要部分。因此，可以创建大的协同效应，以提高控制单元中共享处理器和内存的使用效率。通过消除EPB控制单元，汽车制造商不仅可以节省重量和组装工艺，还可以节省成本和安装空间。

博世与中国大陆很快推出了自己的EPBi产品，并开始在中国市场推广。促进EPBi产品国内部分企业造成了很大的麻烦,主要反映在以下aspects.1。电子驻车制动系统EPB

电子驻车制动系统(电动驻车制动器,EPB),是一种新型的机电一体化系统,解决了传统汽车驻车系统存在的制动线路长,操作舒适性差,反应慢,安全性能差等问题。与传统的驻车制动系统相比，它用电子元件取代部分机械元件，并通过电线来代替部分制动线路和传动机构，缩短了驻车制动响应时间，提高了驻车制动性能，节省了车辆的质量和设备空间。

EPB分卡钳集成式(卡尺综合类型)和拉索式(电缆拉出器类型)两种类型,集成式组件中,其动力执行机构也分为商务部卡尺(电动机),MOD(鼓电机),目前主要使用的是商务部,国防部使用很少。电子驻车系统(EPB)产品由美国天合公司先提出概念并成功研发,于2001年先配备在菲亚特中高级轿车蓝旗亚上,随后配备到北美和欧洲地区的许多车型上。德国库斯特(KUESTER)是生产拉索式EPB的企业,其EPB系统曾经占据全球市场一半的份额,但是由于拉索式EPB本身结构的局限性,及性能无法与卡钳集成式相抗衡,正在逐步退出市场。目前参与EPB产品竞争的主要是天合大陆,博世等几家跨国大公司。

在我的国,电子驻车系统起步较晚,2008年才由天合(集团)廊坊的工厂开始小批量生产。早期我国配置电子驻车系统的都是合资或外资品牌整车厂的高端车型：一汽大众的奥迪、迈腾，上海大众的途观，上海通用的别克等。这些车型的EPB均由天合(集团),大陆(大陆)等外资EPB供应商供应。近年来,国内零部件企业(亚太股份,力邦,伯特利等)在EPB研发与产业化上取得了较大的进展,均已开始批量供货。特别值得一提的是国内自主品牌的主流车型上开始装配国内零部件企业的EPB产品,如江铃陆风X5和X7,一汽奔腾X80,一汽森雅R020,众泰T600,一汽红旗等。在功能和可靠性上,国产EPB产品与外资品牌产品差距已经不是特别明显。

随着电动汽车的快速发展,EPB的普及程度越来越高,竞争日趋激烈,如何在不牺牲产品功能,特性,结构的前提下,缩减成本和降低系统复杂性,一直是零部件企业面临的问题。在这样的背景下,遵循德国vda305 - 100规范,TRW率先提出了“EPBi”的概念,即集成化电子驻车系统。

EPBi和独立式EPB, ESC结构对比

EPB与电子稳定系统的集成可以实现效益大。一方面,环境保护局和ESC在系统可靠性方面有相似的要求,另一方面,这两个系统能够分享自动监测车辆和制动所需的控制程序和算法的重要部分。因此，可以创造大的协同效应

(1)国内部分元器件公司没有自己的ESC产品，无法进行EPBi的整体发展。

(2) ESC系统制动安全性要求高，国内主机厂很少选择国内企业的ESC产品，这使得国内企业的EPBi产品难以推广。

(3) EPBi产品需要完全遵循德国VDA305-100规范，国内企业没有相应的开发经验，自然在技术能力上开始落后。

(4)目前国内企业只能提供EPBi产品的部分EPB模块(包括那些没有ESC产品就不能开发EPBi的，以及oem无法选择的)。EPB用于EPBi集成的部分内容是软件PBC(驻车制动控制器)模块+动力执行器，集成到国外企业的ESC中，形成EPBi产品。由于PBC+动力执行器是一个模块，会受到国外企业的极大限制。失去一些倡议。

在这种情况下，亚太股份、芜湖伯特利等国内零部件企业在开发符合VDA规范的PBC模块+动力执行器的同时，也在开发EPBi产品，以在新趋势下具备整个系统的竞争力。

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