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传统刹车技术为何在百年后被迅速取代?

一踏上制动踏板,车速便开始减缓,直至静止。百余年来,制动系统基本持平于一套成熟的液压机制,由刹车油、总泵、卡钳及管路构成,简单且锐利,极具耐用性。

传统刹车技术为何在百年后被迅速取代?

乍一看,这项经过时间考验的技术似乎无可挑剔,不容随意更改。然而,最近几年,各大车企及零部件供应商纷纷将目光投向了刹车的未来,意图抛弃传统液压制动。

例如,奇瑞的星途EX7首次搭载了电控刹车(EMB),而华为智擎也在展示其超越30米的最佳刹车距离。北京车展上,李想提到的L9 Livis,其刹车系统同样是基于全线控架构的EMB技术,可以说,这个以往默默无闻的安全部件如今已成为聚光灯下的焦点。

那么,至于为何车企急切改造刹车系统,EMB究竟能够解决什么问题?

生死时速的挑战

每当你踩下刹车,仿佛启动了一条生产线,而传统液压刹车系统所经历的一切却是彻头彻尾的机械传递。在系统中,脚踏板的力道通过助力器被放大,驱动刹车总泵的活塞,将刹车油送至四个车轮的卡钳。液压的推动,完成了刹车片与刹车盘的夹紧,刹车效果便由此产生。

在整个过程中,所有环节都是通过机械方式连接,没有额外的电子干预。人的反应、刹车油的流动与卡钳夹紧力,组成了一个完整且简略的链条。这一体系的可靠性,源于其零部件的简约性与失效点的低。此外,纯物理连接的特性也保证了在油液未耗尽的情况下,即便遇到故障,仍然可实现制动。

然而,其局限性也显而易见,即“速度不足,精确欠缺”。从踩下踏板到卡钳夹紧,液压传递大约需要200毫秒,虽对一般驾驶者而言时机准确,但对自动驾驶系统来说,速度的延迟可能导致在每小时120公里的行驶速度下,制动距离增加3米以上。“生死时刻”,这一距离可能随时扭转局势。

因此,若想向更高阶段的自动驾驶迈进,刹车系统势必要进行彻底的重构,以实现更严密的安全保障。这正是各大厂商竞相瞄准这一百年技术的原因所在。

线控制动的演进

线控制动并不算是一个新奇的概念,许多新能源车已在运用广义的线控制动,只是消费者未必意识到。这项技术从最初的Two-Box方案,到后来的One-Box与EMB,经历了三次显著的发展。

最开始的Two-Box系统,ESP泵与电子助力泵各自为政,而后现代的iBooster则实现了技术的重大进步,支持动能回收,并具备机械备份功能,保障在电子系统故障时仍可实现基本制动。

当前,一体化的One-Box系统更为普遍,它将ESP、助力泵和总泵整合于一处,响应速度显著提升。但本质上,One-Box仍然是液压与电控的结合,依赖于油液与管路来完成制动。

告别液压时代

随着技术的不断进步,EMB(电控刹车)代表了真正的“全线控制动”。不同于以往复杂的液压系统,EMB为每个车轮配备了独立的电机,接收到制动信号后,电机即刻驱动卡钳夹紧刹车盘,全部过程没有油液与管路的存在,完完全全依赖于电信号与机械动作协同。

这种新系统的响应时间普遍不超过100毫秒,相较于液压系统有了质的飞跃。此外,去除液压的构件,使得每个车轮可以独立控制,有效实现了制动力的精确调整。

与此同时,去掉了重重管路的设计,不仅减轻了汽车重量,更为车舱腾出了空间,有利于前后备箱的扩充与座舱空间的优化。

最为重要的是,电机可直接接收来自车内的信号,消除了液压系统的转接环节。其优越的实时反应能力,使得在自动驾驶的L3、L4级别中完美适应。

尽管EMB拥有诸多优势,但在量产的道路上,仍面临着不少困难。例如,轮端电机的暴露在恶劣天气、超高温等影响下需要设计多重冗余以确保其功能;并且增加的轮下重量要求其他底盘组件采用轻量化材料以进行平衡。

因此,从头部厂商的抢先体验到新能源车的大规模应用,EMB的装备路径仍然漫长。

结语:终章对决

值得注意的是,2023年4月19日,奇瑞星途EX7完成了全球首款前装量产EMB车型的上市,这一里程碑的实现与双冗余设计的电源控制器及通讯链路降低了风险,且整套系统符合ASIL D级标准,确保安全性极高。

更不可思议的是,该技术的供应商竟是国内初创公司坐标系智能,而非传统的Tier 1巨头。此举标志着在尚未全面普及的技术领域,国内初创公司已走在了前头,并通过最新的制动系统国标GB 21670-2025,在技术要求上迈出了全球领先一步。

当然,老牌巨头们并未停滞不前。在不久前的北京车展上,博世宣布正在推进两条路线:一方面是基于液压架构的BWA+ESP,另一边则是全干式EMB,预计于2026年在中国量产。而布雷博同样在今年宣布实现SENSIFY的全干式EMB大规模量产。

传统刹车技术为何在百年后被迅速取代?

随着小鹏GX、理想L9等旗舰车型的预告,线控制动系统的实际应用值得期待。回顾2023年年底,搭载EMB技术的车型或已超出数十款。对此,你对线控制动的前景又有何期待呢?欢迎在评论区共襄盛举。