为什么说EMB线控制动一定会取代传统液压制动？
今年1月1号,新版制动系统国标GB 21670-2025正式实施,首次将电力传输制动系统(ETBS)纳入标准体系(相当于给电子机械制动EMB的商用扫清了法规障碍)。
自此以后,我们陆续看到星途EX7(据说是全球首款搭载EMB的乘用车)、理想L9 Livis都开始搭载EMB电子机械制动,布雷博宣布其全干式智能制动系统Sensify正式量产,博世、采埃孚、大陆等巨头也纷纷亮出EMB路线图。
过去讲关于刹车的卖点,最多也就“用了XXX的高性能卡钳”等等,想不到有一天EMB这样的刹车解决方案也能成为卖点。
站在一个机械爱好者的角度来看,好像一夜之间,EMB就要把传统液压制动和现在新能源车主流搭载的EHB(电子液压制动)给取代掉一样。
然而,真相真的如此吗?
先说我的判断,短期内取代不了,长期来看结果几乎是肯定的。
在详细分析之前,我先给大家科普一下制动系统的发展历程。
第一代制动系统借鉴马车的刹车方式,采用纯机械结构,性能和体验以现代的目光来看,已经是完全不能用的水平了。
第二代就是我们所熟知的液压制动了。这套系统从1924年首次应用,至今已有一百多年历史,这套系统主要由刹车油、刹车总泵、活塞卡钳、油液管路、刹车盘片等组成,期间各国工程师对液压制动系统不断优化,如加入制动助力器、发明并普及盘式制动器、加入各类电子控制系统等。这套系统的优点是结构简单,且属于纯物理力矩传递系统,兼具皮实、耐用、可靠等优点。
典型的液压制动系统布局示意图,
第三代开始就正式进入了EHB线控时代,最早的代表是2013年博世推出的iBooster(Two Box方案)。它的思路很简单——把电子助力泵和ESP泵分开布置,脚踩踏板给出信号,电脑命令电机建压,人和刹车首次在控制层面"解耦"。但这套方案体积大、集成度低、结构复杂,如今基本已经退出新车舞台。后续,各大品牌工程师基于Two Box方案与其标定效果,改进开发出目前新能源车主流的One Box方案,把ESP、助力泵、总泵整合进一个紧凑模块。相比Two Box,这套方案的集成度更高,建压响应速度也有明显提升。但说白了,One Box的本质还是"液压+电控",油液、管路、卡钳一样没少,只是控制层聪明了一些。
One Box对比Two Box,集成度更高了,通过建压响应速度的提升,整体提升刹车的响应速度。EHB的出现,让制动系统的响应速度和人机控制精度,首次出现质的飞跃。
第四代就是今天的主角EMB电子机械刹车了,这时才算真正进入"全线控"时代。参考布雷博展示的Sensify方案,EMB每个车轮的轮端都装了一个独立执行装置,收到制动信号后,电机直接推动卡钳夹紧刹车盘,全程没有油液、没有管路,就是电信号加机械动作。响应时间普遍在100毫秒以内,比液压系统快了将近一个数量级。
将所有液压结构砍掉,ECU同时兼具接收刹车踏板信号、接收轮端数据、数据分析、制动指令发布等工作,而且还集成了ABS、TCS、VSC、CRBS等电子控制系统功能(参考布雷博Sensify)。
EMB轮端执行装置透视图
介绍完背景,我就要开始zhuang(解)bi(题)了。
咱们先抑后扬,先讲一下为啥短期内EMB无法取代传统液压制动和EHB,这涉及到可靠性和成本两大层面的担忧。
任何市场、社会都同时存在激进派和保守派两拨企业与用户,作为一种全新商用的制动系统,其可靠性尚未经过市场验证,仅有零部件供应商和主机厂的可靠性、耐久性测试,并不足以让用户信服。而且EMB执行机构还部署在轮端,难免会让主机厂和普通人担忧在雨雪、泥沙尘土、暴雨、极端高温等环境下的可靠性。另外,长下坡或激烈驾驶时,刹车盘片的高温是否也会对其工作产生不利影响,这些因素也尚未经过市场验证。因此,现阶段EMB的多重安全冗余设计或许会成为敲开消费市场的重中之重。
其次,EMB的执行机构位于卡钳内侧,增加了车辆的簧下质量,让本来底盘调校就已经有难度的新能源汽车(车重,所以底盘调校对比燃油车,难度更高)难上加难,而且凸出来的执行机构也在一定程度上增加了部署难度。这些问题在短期内,都将成为制约主机厂部署的关键因素。
最后,就是成本因素了。在商业系统里面,肯定也会同时存在追求利润和追求品牌口碑两种风格截然不同的企业。EMB目前作为全新的制动技术,尚未形成客观的规模效应,且各供应商品牌仍在大力投资该系统的研发优化,短期内成本肯定是压不下来的,将进一步制约其短期普及的进度。
说完了担忧,我也来说一下我觉得液压制动必然会被取代的原因——响应速度、控制精度与智驾优势。
先说响应速度,传统液压制动从踩下刹车踏板到刹车片夹住刹车盘,一般需要200ms,EHB将这个时间缩短至150-180ms之间,而EMB则将这个时间进一步缩短至100ms以内。这意味着EMB比带液压装置的制动系统,在120-0 km/h的刹车过程中,刹车距离至少缩短3米以上(已经拉出大半个车身的距离了),别看3米很短,在紧急情况下,这可是撞与不撞的分界线。
其次,我们说一下制动的控制精度。传统液压制动或EHB,在不触发TCS、ABS这类电子控制系统的前提下,前轴双轮、后轴双轮的制动力是一致的,他们无法实现每时每刻都针对每个车轮进行独立的制动力控制,但EMB可以。以Sensify为例,它采用电信号和执行器直接控制制动动作,可以独立、快速且精确的持续控制和监测每个车轮的制动力。
单纯文字可能不够直观,我结合布雷博官方发布的Sensify冬测视频来讲。传统液压制动或者EHB,即便在ABS系统的帮助下,想要在冰雪路面紧急制动时保持直线也是相当困难的(参考每年冬天北方流出的绝望冰球视频),但Sensify凭借对每个车轮独立且精细的制动力控制(除了布雷博牛逼的研发和算法,布雷博和米其林在这套系统上的合作也非常重要,能够实时传输轮胎抓地力数据,进一步提升了单个车轮制动力控制的精度),可以做到直线刹停。
还有这个,虽然不涉及驾驶者的主动刹车,但能在冰雪路面高速定圆测试里跑出这么稳定的表现,证明这时候的车身稳定控制系统的控制已经到了极其精细且迅速的程度,但凡响应慢一点或者制动力大一点,马上就会甩尾或者推头。
最后就是EMB天然与智驾系统拥有完美的匹配优势。对于普通人来说,无论是缩短100ms、80ms,还是缩短50ms,这样的时间差距在日常使用中可能很难感知差异。至于更精准的制动控制,大部分人可能只能感知到ABS、TCS等系统的介入,毕竟这时刹车踏板会弹脚,系统介入时也会伴随一定的机械声响,但大部分情况下普通人甚至连前后刹车比例的微小调整都感知不出差别。
但对于追求毫秒级响应和超精细控制的智能驾驶辅助而言,这样的响应时间和控制精度提升,可以说直接捅破了液压制动系统的天花板,给了智驾系统更多的可能性与操作空间。这才是我认为EMB必然会取代带液压装置制动系统的核心关键,因为智驾将成为当代汽车发展不可逆的趋势。
当然,后续随着时间的推移、技术的优化和EMB规模效应带动成本下降,也会进一步促进EMB的普及。
对于未来EMB系统的品牌分布,我是这么看的。入门级到中端区间,一定是自主品牌的天下,论成本控制和制造实力,世界上就没有别的国家打得过东大这个工业克苏鲁, 中端区间应该是自主和国际大牌的“大混战”主战场,但到了中高端领域大概率会是布雷博、大陆集团等全球制动行业Tier 1品牌的核心竞争区间,毕竟他们的整合能力更强、数据来源更多,这些更符合该价格区间车型的定位需求。至于高端+豪华+超跑领域,这个大概率是布雷博Sensify的天下,毕竟他们家的高性能部门天天泡在全球各大顶级赛车赛事里面,还是FE的独家制动系统供应商,无论是轻量化水平还是技术储备,他们家都是最能打的,在最顶级的汽车品牌眼中,这些都是非常关键的决策因素。
最后,问车友们一个问题,面对这样一种全新的制动系统,你愿意在哪个时间点进行尝试?为什么?欢迎大家积极分享看法。