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你有沒有想過,為什么飛機在幾十年前就敢扔掉機械備份全面轉向電傳飛行控制(Fly-by-Wire)?
這個在1972年首次開啟測試的技術,現在已成為現代軍民用飛機廣泛應用的關鍵技術。原因很簡單:電子信號雖然看不見摸不著,但傳輸速度與冗余設計的可靠性早已在航空領域被證明比機械更安全、更可控。
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而現在,這項曾在航空業引發革命的技術,正在汽車上復現——而且來得比大多數人想象的更徹底。
馬斯克說4月份第一批沒有方向盤、也沒有制動踏板的無人駕駛出租車Cybercab就要量產,先不論你敢不敢坐,但變革正在悄然發生:汽車的“剎車”,正在經歷從“機械液壓”到“純電信號”的重大變化,在我看來,顛覆性絲毫不亞于方向盤消失。
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幾天前開啟盲訂的20萬級的星途EX7已經把EMB 純機電線控制動(Electro-Mechanical Brake,EMB)量產,在我和星途事業部副總經理金新交流的過程中他稱星途EX7為“七邊形戰士”,比過去所講的“六邊形戰士”多出來的那一條長邊,恰好就是EMB線控制動。
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這個不太為消費者熟悉的細分領域,要風起云涌了。
01、什么是線控制動?
燃油車時代,汽車的制動系統先后歷經了純機械制動、液壓制動、真空助力液壓制動這幾次大的技術迭代。
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市面上不少車型的真空助力液壓制動工作原理是這樣的:你踩下剎車,連接真空助力器,力量放大之后,推動剎車油,將壓力傳導到輪子上的剎車卡鉗,夾緊剎車盤,然后車輛停止。
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發現了吧?
這套系統依賴純物理液壓傳動鏈條,原理直觀但結構冗余、響應遲緩,難以適配新能源汽車的電智化需求。
于是,電子液壓制動來了,它也被稱為是EHB線控制動(Electronic Hydraulic Brake)。
EHB工作原理是這樣的:駕駛員踩踏板發出“電信號”給ECU,ECU指揮電機通過機械結構建立液壓產生高壓剎車油,高壓油通過管路推動卡鉗活塞夾緊剎車片,最后,車輪減速。
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好處是顯而易見的:反應速度更快、剎車距離更短、可進行能量回收、體積更小、重量更輕、可調節踏板的“腳感”等等。你現在看到新能源車型上五花八門的“駕駛模式”,便與線控制動有關。
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EHB應用非常廣泛,可以這么說,它與新能源汽車天然契合,在最近幾年的主流新能源車上幾乎是標配。
技術來源也十分多樣化,我們熟悉的博世、大陸、采埃孚都是主流供應商,本土供應商已實現技術突圍,例如率先量產One-Box的伯特利主要供應奇瑞、長安、吉利等廠商,此外還有長城旗下的菲格智能,比亞迪旗下的弗迪動力等等。
02、什么是EMB線控制動?
與傳統的真空助力液壓制動系統相比,EHB線控制動的確是不小的進步。
但問題是,它依然有一個帶液壓的制動環節,仍然需要依賴剎車油和液壓系統,而液壓系統傳動需要建壓時間,考慮到橡膠剎車油管的膨脹這個延遲可能還會進一步加大,假設這個延遲是0.3秒的話,按時速100km/h那就相當于多滑行了8.3米,這很可能是人命關天的8.3米。
于是,EMB線控制動(Electro Mechanical Brake)正式登場,它又被稱為:純機電線控制動。EHB和EMB的區別,我給大家列個表。
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這一次星途EX7量產的航空級EMB線控制動便是下一代線控制動技術,請注意,這是“純機電制動”,沒有制動液、沒有液壓管路,剎車踏板的電信號直接傳遞給車輪制動卡鉗內部的獨立電機,電機旋轉直接推動活塞夾緊剎車盤,車就停了。由于全程的能量源都是電能,所以響應速度就飛快了。
既然是純線控了,那萬一失效了怎么辦?
答案是我在《一本書讀懂新能源汽車安全》中高頻提到的策略:冗余安全設計。
以星途 EX7 的 EMB 系統為例,采用雙電源 + 雙控制器 + 雙通信鏈路三重冗余方案,中央控制器搭載主副雙芯片,主芯片故障時副芯片可在毫秒級內無縫接管;同時通信鏈路采用 CAN FD 冗余傳輸,避免信號中斷導致制動失效。
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從極限實測來看,即便單個車輪制動執行器停止工作,剩余三個車輪的獨立制動系統可智能分配制動力,保證車輛平穩剎停,徹底杜絕制動跑偏風險。
03、EMB線控制動11大優勢
既然都說EMB線控制動是“七邊形戰士”的長板了,那有什么優勢,能解決哪些場景問題呢?
我和不少工程師朋友溝通下來,優點還真的挺多的,尤其是在與與轉向、驅動懸架等其它線控系統進行深度融合層面,結合我的理解給大家羅列一下。
一是省掉所有的液壓管路和液壓缸,不再使用制動液,消除了制動液滲漏風險,對環境幾乎無污染。
二是簡化整車底盤布置。EMB徹底取消了制動液、液壓管路及真空助力器,釋放了前艙與底盤空間,為整車布置、輕量化及電池布局優化提供了更大自由度。
二是制動距離縮短。由于沒有了傳統液壓系統的冗長決策鏈條,所以EMB響應速度更快,有實測顯示比傳統的EHB快30%,所以百公里制動也可以從35-37米左右縮短至33米級。
三是制動無明顯噪聲。一般剎車時會有“吱吱”的摩擦聲,EMB系統用電機取代了液壓泵,EMB通過電機直接驅動卡鉗,摒棄了液壓泵工作噪聲,并可實現更精細的夾緊力控制,從根源上降低了制動嘯叫(brake squeal)的發生概率。
四是制動補償轉向不足。比如,轉彎時車頭被“推出去”,也就是轉向不足的場景,EMB會通過四輪制動力獨立控制,給內側車輪按需剎車,主動產生繞車輛垂直軸(Z軸)的橫擺力矩,把車穩穩的控制在彎道中。
五是單輪失效制動跑偏補償。EMB每個車輪的制動獨立控制,某個車輪剎車壞了,系統會自動給其它三個輪子補上制動力,保證車輛直線剎停。
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六是鐘擺式出入庫。這個針對的是城市路邊狹窄的側方位,EMB系統可以通過左右車輪制動力的控制,讓車輛像鐘擺一樣“晃”進、或者“晃”出車位。
七是圓規掉頭。極窄空間內,EMB能單獨鎖止內側車輪,讓另外三個輪子驅動,實現超小轉彎半徑,而且這個速度更快也更精準。
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八是智能漂移。EMB可以在毫秒級速度內通過制動后輪產?側滑,實現?輛橫擺的響應,主動調整轉向?度維持駕駛員期望的?速度,防止車輛甩尾失控,實現智能漂移。
九是多形態的制動輸入。由于EMB系統制動完全解耦了,所以我們可以通過車輛手動開關、座艙系統、語音等多種人機交互的形式去發射制動信號,控制車輛制動,可以避免油門當剎車,未來的剎車,甚至不一定需要踩踏板,用語音、方向盤甚至完全交給自動駕駛系統都可以。
十是制動系統健康監測。因為EMB是純電控系統,每個執行器都可以回傳數據,因此可以實時監測剎車片的狀態,比如摩擦片磨損厚度、制動盤溫度、制動夾緊力等等,萬一有問題也可以及時控制。
十一是為高階自動駕駛提供“執行層”的最后一塊拼圖。L3及以上級別自動駕駛要求制動系統具備“冗余”與“失效運行”能力,即單點失效后系統仍能保持制動功能。傳統EHB受限于液壓單元,往往只能做到“失效降級”;而EMB的四輪獨立控制與全冗余架構,天然滿足最高等級的功能安全要求(如ISO 26262的ASIL D),是未來完全自動駕駛底盤執行層的關鍵基石。
簡單總結一下,這些優勢,主要來自于EMB系統的四輪獨立控制、毫秒級的響應速度、純電信號傳輸、無液壓機械備份這4個核心技術特征,當然,上面的還有一些目前還沒有最終量產,此外,我想肯定還有一些場景還沒有被發掘出來,這也恰恰是變革性新技術上車的魅力所在!
04、何時能大規模普及?
2025年5月份,工信部發布GB21670-2025《乘用車制動系統技術要求及試驗方法》,首次將"電力傳輸制動系統(ETBS)"納入國家標準,并于2026年1月1日正式實施,這從宏觀層面解決了法規的問題。
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星途 EX7 成為全球首款量產 EMB 純機電線控制動的乘用車型,率先完成技術落地,勢必帶動行業頭部品牌快速跟進布局。
EMB有這么多的好處,是否意味著很快就會大規模普及呢?
并非如此!
EMB實際上還面臨多重挑戰。
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首先,冗余安全的市場信任壁壘。
盡管星途EX7打造了全冗余架構,借助雙電源供電、雙通信鏈路、雙控制芯片以及四輪獨立執行器實現了任一單點失效均不影響制動功能。但這套系統本質上是“電子為主、無機械備份”的方案,與航空電傳飛控邏輯一致,可靠性需要經過大規模市場驗證與長周期數據積累,普及過程注定不會一蹴而就。
其次,極端工況耐久性。EMB的執行器直接安裝在輪轂上,工作環境惡劣,極端工況下的耐久性面臨嚴峻考驗,這需要大量的測試與驗證。
第三就是成本了,尤其是它還沒有大規模量產上車的時候。
提到這兒我不由得想起一個事兒:此前工信部已經給隱藏式門把手投下否決票,要求必須進行機械備份。目前取消機械備份的EMB雖然得到了新國標的認可,但量產之后同樣面臨監管層的壓力。綜合行業技術迭代節奏與驗證周期,EMB純機電線控制動實現大規模普及,預計仍需 5-7 年時間。
結束語
EMB純機電線控制動系統的優勢是顯而易見的,它所面臨的問題也不容忽視,這一點與自動駕駛如出一轍。
這其實也是新技術推廣過程中的常態,只有經過千錘百煉的技術,才能真正造福人類社會。
再回到星途EX7 EMB線控制動的量產,標志著汽車制動系統正式邁入“去液壓化”的全線控時代,也為中國品牌在底盤核心零部件領域實現"換道超車"提供了樣本。
對新技術的擔憂是人之常情,但汽車行業的進步從不是因噎廢食的保守,而是全產業鏈群策群力、持續打磨,最終讓前沿科技落地賦能出行,這也是中國汽車產業向上的核心動力!
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