线控系统在汽车中的应用,wcbs线控制动系统优势

随着汽车电动化、智能化的发展，制动系统迎来新一轮变革。近几年，线控制动的概念越来越普及，我们已经能在宝马、奥迪、丰田、现代、比亚迪、长城等主机厂的部分量产车型上看到线控制动的身影。

虽然现阶段线控制动的装配率较低，但未来，随着新能源汽车保有量的持续攀升，以及主机厂迈向L3级自动驾驶，线控制动系统市场必将迎来爆发。

华经产业研究院预测，2026年全球线控制动渗透率将达到30%，整体市场规模高达574.7亿元人民币，这意味着线控制动将正式进入主流市场，成为中高端车型的标配。值得注意的是，2021年这一数字仅为5%，因此线控制动将成为新的蓝海市场。

目前的线控制动市场，博世、大陆、采埃孚等国际Tier 1供应商凭借先发优势，占据领先位置。例如大陆集团近日宣布，其MK Cx HAD冗余线控制动系统解决方案已经在极狐阿尔法S HI版新车型上搭载并实现量产。并且，国内线控制动赛道的新玩家也在发力，如亚太股份、拿森科技、联创电子、利氪科技等，也在积极布局这一领域，并且已经向市场推出量产产品。百花齐放的竞争格局有利于线控制动系统不断推陈出新。

大陆集团MK Cx HAD冗余线控制动系统解决方案

在政策方面，国务院发布的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》中强调了线控执行系统是智能网联的核心技术，需加快这一领域的发展速度。

那么，线控制动究竟为何受到市场的青睐？对今后高级别自动驾驶的新能源汽车来说，线控制动的优势体现在哪些方面？

线控制动解决哪些痛点

传统的制动系统主要由机械结构完成，驾驶员踩下制动踏板控制液压缸产生液压制动力，再通过液压推动制动片与制动盘相互摩擦来实现制动效果。而线控制动系统则通过将驾驶员的刹车力度转换为电信号，将减速意图传递给系统，再由电机驱动液压系统完成制动。

这样的一套系统为何能成为未来的大方向？能解决以下几大痛点是关键。

1.提供真空源：

传统燃油汽车的液压制动是真空助力的形式，依靠发动机提供真空源来实现。而新能源汽车由于没有了发动机，因而缺乏真空源，无法通过真空助力器完成液压管路建压。如果仅仅由驾驶员施加的踏板力度来控制制动力，显然不符合要求，也不安全。

现在大部分的新能源汽车通过增加电子真空泵来改善这一问题，但毕竟真空度有限，且寿命受限、也容易受环境影响，不是长久的解决方案。

线控制动能用电子助力替代真空助力，使新能源汽车摆脱真空源的限制。线控制动通过电机代替真空助力器进行制动液压管路建压，有效解决了这一根本性的痛点。

2.能量回收：

续驶里程是新能源汽车的重要性能指标。提升续驶里程，既要开源也要节流。除了增加动力电池能量密度外，能量回收的功能也是必不可少的。

在传统燃油车上，当车辆制动时，摩擦产生的热能释放到大气中。而对于纯电动车或混合动力车，这种被浪费的能量可以通过制动能量回收系统转换为电能，进而储存在动力电池中，为车辆提供驱动力，增加续驶里程。

线控制动系统能够更好地支持能量回收发挥作用。不妨比较一下：在传统的制动系统中，液压的制动力取决于踏板的力度，当驾驶员踩下制动踏板时，制动力来源于液压制动，电机制动所占的比例很小，因此能量回收的效果不是很明显。

解耦式的线控制动能够极大地提升能量回收的效率。“解耦”指的是，驾驶员制动请求和液压制动力不是绝对的线性相关，当驾驶员踩下制动踏板时，首先利用电机的回馈转矩实现制动，当电机的回馈力矩不足时，再让液压制动发挥作用。这样做的好处就是最大化地提高了能量回收效率，为续驶能力提供支持。

3.支持自动驾驶：

L2级驾驶辅助系统已经在量产车型上得到了广泛的运用，而L3级以上的高级别自动驾驶系统对感知层、规划层、执行层都提出更高的要求。制动系统属于执行层的范畴，必须做到响应快、延迟低、精度高的同时，支持系统冗余。

随着自动驾驶级别的提升，执行机构需要更灵敏。线控制动系统的优势在于，没有复杂的机械连接，而是由电信号传递指令，因此能够比传统制动系统提供更快的建压速度，使车辆在更短的时间内完成制动，线控制动系统能够将达到最大制动力时间限制在150 ms内，大大提升自动驾驶的安全性。

自动驾驶向高级别发展，对于高速的L3及以上级别，控制权交给了系统，由于速度的提高，安全风险大大增加，当主制动失效的情况下，需要更高的制动力，同时在制动过程中保证车辆必要的稳定性，避免前轮或后轮过制动导致的安全风险，因此需要单独冗余制动系统来满足。

线控制动支持新能源汽车能量回收和自动驾驶

线控制动有哪些趋势？

线控制动并不是近些年才诞生的新技术。早在1997年，爱德克斯开发的ECB，已经应用于丰田普锐斯；2001年，博世开发的SBC应用在奔驰CLS、SL两款跑车以及E级轿车上；2009年，天合（被采埃孚收购）开发的SBC应用于福特的Fusion和Mercury Milan两款车型；大陆集团在线控制动方面也有着18年的研发历史……

初期的线控制动系统由于成熟度低，质量存在缺陷，已经被供应商们经过多次迭代，升级为更符合目前趋势的产品。

如今线控制动的主要趋势包括：

1.EHB 为主，EMB是未来

EHB（液压线控制动）和EMB（机械线控制动），两者是线控制动系统不同的技术路线。

现阶段，EHB的应用更广泛，其类似于传统液压系统的升级版本。当制动踏板踩下，信号传输至控制单元，启动能量回收，通过电机推动液压来实现制动。制动踏板和系统之间没有刚性连接。EHB以液压为基础，经过百年的发展，成熟度已经非常高。

EMB的特点就是彻底放弃液压，通过ECU驱动并控制执行电机产生制动力，带来的好处就是响应速度更快，不需要更换刹车油。但以目前的技术来看，仅仅靠电机产生的制动力有限，也很难做到可靠。

总的来说，EHB是目前主流的线控制动方案，在未来很长一段时间仍将占据主流。EMB当前则不成熟，但其是真正意义上的完全线控的制动系统，如果未来能够克服瓶颈，具有较大的潜力。

2.One-Box更受欢迎

所谓One-Box是指整体式的EHB，与之对应的是Two-Box，即分体式。

定义One-Box和Two-Box的标准在于AEB和ESC系统是否和电子助力器集成在一起。在Two-Box方案下，作为冗余的ESC和电子助力器是相互独立的，而在One-Box下，电子助力器本身就集成了ESC。

由于集成度高，One-Box能实现更高的能量回收效率，而且体积和重量大大减小，成本也更有优势。Two-Box虽然能提供更高的自动驾驶冗余，但成本还是偏高。目前，供应商致力于研发One-Box的解决方案。

MK Cx线控制动系统

配备高级别自动驾驶功能的新能源汽车，必将成为未来市场之所需，这带来了线控制动细分赛道的强势崛起。零部件供应商正在积极升级其线控制动系统，来更好地满足上文提到的市场痛点和发展趋势。

以大陆集团为例，大陆集团开发了系统产品MK Cx，就是目前主流的EHB One-Box的技术方案。第一代MK C1已经广泛应用于各类汽车品牌不同车型上，像国产汽车品牌智己、极狐等车型上都有使用。第二代MK C2也已完成开发，将于2022年在欧洲投产。该公司的线控制动系统MK Cx已经迎来第二代产品。

大陆集团第二代线控制动系统MK C2

通过集成化设计，MK C2相较于第一代产品减重了38%，仅为4.9 kg，而传统制动系统重量高达9~10 kg，电动助力制动系统为7.5 kg左右。对电动汽车，轻量化的需求非常迫切，这个能带来更长的续驶里程。

此外，MK Cx集成式线控设计的解耦特性在应对新能源车型的节省续驶里程方面，表现也非常突出，具有比传统制动系统高出约32％的制动能量回收效率，在新能源车上可平均多回收160 Wh的电能，该提升源于MK Cx能够实现100%的制动能量回收。从数据来看，MKCx可实现在WLTP工况下，让续驶里程为500 km的纯电动汽车再增加20 km续驶里程。

制动响应方面，MK Cx能够更快速度产生足够高的制动压力，可以实现在150 ms内达到最大制动减速度，比传统液压制动系统快3倍。之所以能取得如此快的响应速度，是由于MK Cx采用电机建压制动，相比气压助力更直接，达到最大制动强度所需的时间会大幅缩短。而且电机建压的最大制动压力更高，能更灵活地应对制动盘热衰退，满载等工况，确保自动驾驶的安全性。

驾驶舒适性方面，MK Cx提供了调节制动踏板的选择，可以根据不同驾驶模式、不同驾驶员的习惯进行实时调整，满足多样化场景的需求。驾驶员的制动意图通过软件算法转化为车辆的减速度请求，同样的踏板行程或踏板力下，最终的车辆减速度效果通过软件标定来完成。

面对高阶自动驾驶更高的安全性要求，大陆集团开发了MK Cx HAD冗余系统，其构成是一个线控的MK Cx主制动器加上一个完全独立的HBE制动模块。这套系统的最大特色是其冗余备选功能，当车辆面临发生概率极低的故障情况时，也能做出有效应对。例如当主制动系统完全失效时，HBE模块将通过两个前轮对汽车实施制动，起到制动防抱死系统的作用。如果仅是主制动系统中部分模块发生故障，MK Cx将激活大陆集团自行研发的协同制动模式，让HBE模块加入协同工作来驱动后轮制动系统保持工作。MK Cx HAD系统可以全方面满足L3~L5级别的高阶自动驾驶需求。

大陆集团电子制动系统专家 刘松山博士

在大陆集团“集成式线控制动MK Cx”线上技术研讨会，电子制动系统专家刘松山博士表示：“MK Cx集成式线控制动系统通过结构的优化，能够满足不同主机厂各类车型的匹配，更轻巧、更安全、更高效，而且还能提升驾驶舒适性。并且，新一代MK C2创新的单主缸设计提升了驾驶员的舒适性，双电路板的集成设计也进一步提升了安全性。”让我们期待一下，大陆集团何时将最新的MK C2引进中国市场。