汽車線控制動技術：EHB和EMB哪個更勝一籌？

線控技術在汽車上的應用越來越多，如電子節(jié)氣門、電子變速器檔把，還有英菲尼迪Q50搭載的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。而在線控技術中線控制動的實現(xiàn)最為困難。線控制動是從真空助力器延伸開來，用一個電機來代替真空助力器推動主缸活塞。由于汽車底盤空間狹小，電機的體積必須很小，同時要有一套高效的減速裝置，將電機的扭矩轉(zhuǎn)換為強大的直線推力，這其中的關鍵因素就是電機主軸。



日立旗下的東機特工在 2009 年首次推出電液線控制動系統(tǒng) E-ACT。即用直流無刷超高速電機配合滾珠絲杠直接推動主缸活塞達到電液線控制動，傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)反應時間大約 400-600 毫秒，電液線控制動大約為 120-150 毫秒，安全性能大幅度提高。百公里時速剎車大約最少可縮短 9 米以上的距離。是公認最好的制動方式，為了保證系統(tǒng)的可靠性，這套制動系統(tǒng)一般都需要加入 ESP(ESC)做系統(tǒng)備份。

這些線控制動都不是純粹的線控制動，仍然需要液壓系統(tǒng)放大制動能量。純粹的線控制動近年來是個火熱的研究領域。線控制動（BBW，Brake-by-Wire）根據(jù)實現(xiàn)的難易程度分成了兩條技術路線：EHB（Electric Hydraulic Brake，液壓式線控制動）和EMB（Electric Mechanical Brake，機械式線控制動）。



EHB以傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)為基礎，用電子器件取代了一部分機械部件的功能。與飛機的系統(tǒng)類似，制動踏板和制動缸沒有任何機械連接，汽車駕駛員的制動動作被踏板上的傳感器感轉(zhuǎn)化成電子信號，電子控制單元接受到信號后，命令液壓執(zhí)行機構完成制動的操作。EHB能根據(jù)路面的附著情況和轉(zhuǎn)速為每個車輪分配最合理的制動力度，從而可以更充分地利用車輪和地面之間的摩擦力，使制動距離更短，制動過程更安全。

2001～2002年，博世生產(chǎn)的EHB被奔馳的SL跑車和E級所采用，這是最早使用這種制動系統(tǒng)的兩款汽車。今天應用EHB的只有F1賽車了——從2014開始為了更好地回收動能，F(xiàn)1賽車的后制動系統(tǒng)普遍換上了EHB。

EHB的優(yōu)點：

1. 傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)在長期使用后，由于各部件的磨損和變形，會導致制動性能的衰退。而EHB會利用算法彌補部件的磨損和變形，使制動性能長期處于良好狀態(tài)。
2. EHB可以根據(jù)各個車輪的轉(zhuǎn)速和附著力為其分配最恰當?shù)闹苿恿Χ?，這就做到了制動的高度靈活性和高
效性。
3. EHB不但能夠提供高效的常規(guī)制動功能，還能發(fā)揮包括ABS在內(nèi)的更多輔助功能。
現(xiàn)代的汽車電子化程度越來越高，新能源汽車的發(fā)展又進一步加快了這種趨勢。由于EHB以液壓為制動能量源，液壓的產(chǎn)生和電控化相對來說比較困難，不容易做到和其他電控系統(tǒng)的整合；而且液壓系統(tǒng)的重量對輕量化不利。在汽車越來越像電子產(chǎn)品的今天，EHB的優(yōu)點并沒有遠遠蓋過它的缺點，所以，EHB的大面積普及并不被看好。

EMB將成為主流



EMB從執(zhí)行機構的差別上可以分成兩類，第一類是電動機驅(qū)動執(zhí)行機構然后作用到制動盤上；第二類是在前者的基礎上增加一個自增力機構。第一類的典型代表是Continental Teves公司研發(fā)的制動器，German Aerospace Center的E-Brake屬于后者。兩類EMB各有優(yōu)缺點，前者結構和控制都比較簡單，制動過程更穩(wěn)定；但由于電動機提供全部的制動推力，要求電動機必須輸出很大的功率，這就造成了電動機體積、質(zhì)量、能耗都比較大。后者由于增加了自增力機構，可以利用汽車的動能增加制動力度，所以驅(qū)動電動機的功率可以大幅降低，其能耗比前者減少83%，體積和質(zhì)量也比前者?。徊贿^由于多了自增力機構，制動控制的難度變大，制動穩(wěn)定性也變差了。

由于EMB完全實現(xiàn)了電子化，可以很容易地與汽車的其他電控系統(tǒng)整合到一起，能夠發(fā)揮更多重的功能：制動、ABS、EBD、ESP、自動駕駛、優(yōu)化能量回收等?；谏鲜龇N種優(yōu)點， EMB技術肯定會得到大力的發(fā)展，未來會向液壓制動系統(tǒng)發(fā)起強有力的挑戰(zhàn)。

雖然EMB在原理和功能上有著非常突出的優(yōu)勢，符合電子化的潮流，前景一片看好。但在投入應用之前還有很多棘手的問題需要解決：

（1） 如果電路出現(xiàn)短路、斷路，或者電源出現(xiàn)問題，制動系統(tǒng)怎樣繼續(xù)發(fā)揮功能？制動踏板模擬器不能正常工作又該如何處置？因此需要在系統(tǒng)的可靠性上著重加強，還要設置意外情況下的保險功能。
（2） 制動系統(tǒng)在長時間或高強度工作時會產(chǎn)生高溫，所以關鍵部件的抗高溫性能和散熱性能非常重要。
（3） EMB需要用非常精密的電子電路才能運行，但又要面對外部的各種電磁場和地球磁場，這就需要電子電路有很強的抗干擾能力。
（4） 執(zhí)行制動動作的電動機會消耗不少的電能，目前的12?V車載電源可能無法勝任，未來需要成熟可靠的42 V電源來保證系統(tǒng)的能源供應。
（5） 由于EMB是全新的技術，又需要大量傳感器和控制芯片的支持，導致成本比現(xiàn)在主流制動系統(tǒng)高，因此降低成本增強競爭力是EMB能否走向市場的決定因素。