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线控制动EMB,资本也“难”入局?

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发布:zy_wawj 来源:
PostTime:24-4-2024 21:39
中国汽车市场竞争氛围如同高压锅,亚历山大,没有最卷,只有更卷,这种氛围不仅仅体现在汽车消费市场,其实零部件市场也是一样,以线控制动板块为例,前些年还在热议中的One-box产品, 仅去年就发布了多款新品,而且 ...

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中国汽车市场竞争氛围如同高压锅,亚历山大,没有最卷,只有更卷,这种氛围不仅仅体现在汽车消费市场,其实零部件市场也是一样,以线控制动板块为例,前些年还在热议中的One-box产品, 仅去年就发布了多款新品,而且几乎都是国内供应商,比如京西重工、威肯西科技、拿森科技等。按正常发展节奏,应该等One-box大规模量产之后,才是下一代EMB陆续亮相的时候,但是去年到今年,伯特利、炯熠、中车戚所、坐标系、京西重工等等本土供应商争先恐后的发布EMB产品。

# 撰文 | 萧洋    编审 | 宇傅

01. 概述

之前的线控制动EHB,Two-box和One-box有何"花"漾?一栏中有提到线控制动系统按照结构的不同,可分为电子液压制动(EHB)系统和电子机械制动(EMB)系统两类。

实际上,电子液压制动系统(EHB)其实不能算是严格意义上的线控制动系统,它仅是将制动踏板与助力器之间的机械连接替换为电信号连接,但是助力器到轮边制动执行机构之间制动力传递依旧是传统的液压方案。

严格意义上的线控制动系统,是指制动踏板到轮边制动执行机构之间全部由电信号连接,这也就是制动系统领域的璀璨明珠——EMB系统。


■ 格陆博EMB

02. 构成拆解

EMB系统的一种典型装车方案如下图所示。主要包括模拟电子踏板,四套(两两互为冗余)EMB机械执行机构、四个轮速传感器、两个控制单元(ECU,互为冗余)及两套供电系统等组成,部件之间通过CAN总线或其他时间敏感型网络通信。



03. 工作原理

模拟电子踏板一方面采集制动踏板被踩下的力信号和位移信号,发送给ECU;另一方面提供一定的反馈力给驾驶员,以模拟真实的路感。

EMB机械执行机构是整个EMB系统的机械核心部分,每一套机械执行机构都包括自己的动力驱动机构(电机)、减速增力机构(力放大)、运动转换机构(旋转运动转直线运动)、制动钳体、制动垫块等组成。

ECU是整个EMB系统的控制核心部分,EMB系统的整体性能直接取决于控制单元中算法性能的好坏。



04. 心有余力不足

1、没有备份系统,对可靠性要求极高。特别是电源系统,要绝对保证稳定,其次是总线通信系统的容错能力,系统中每一个节点的串行通信都必须具备容错能力。同时系统需要至少两个CPU来保证可靠性。

2、刹车力不足。EMB系统必须在轮毂中,轮毂的体积决定了电机大小,进而决定了电机功率不可能太大,而普通轿车需要1~2KW的刹车功率,这是目前小体积电机无法达到的高度,必须大幅度提高输入电压,即便如此也非常困难。

3、工作环境恶劣。刹车片附近的温度高达数百度,而电机体积又决定了只能使用永磁电机,永磁在高温下会消磁。同时EMB有部分半导体元件需要工作在刹车片附近,没有半导体元件可以承受如此高的温度,而受体积限制,无法添加冷却系统。

同时这是簧下元件,震动剧烈,永磁体无论是烧结还是粘结都很难承受强烈震动。对半导体元件也是个考验。需要一个高强度防护壳,然而轮毂内体积非常有限,恐怕难以做到。

05. 技术瓶颈

除非永磁材料有重大突破,居里温度点大幅度提高到1000摄氏度,否则EMB无法商业化。轮毂电机也是如此,不解决材料问题,轮毂电机商业化也不大可能。

不过这种材料从理论上来说是不可能出现的。磁性越强,其居里温度点就越低,高温下原子的剧烈热运动,原子磁矩的排列必然从整齐划一到混乱无序,这是物理特性,无法改变。

比如最好的磁王钕铁硼,一般使用N35牌号,其居里温度点为310摄氏度。但其工作温度上限只有80摄氏度,超过80度,磁性能就开始下降,到310度,磁性完全消失。

而夏天汽车刹车盘的温度轻松超过100度,工作时温度轻松超过300度。



现阶段,由于液压管路发展了上百年,已经是非常成熟可靠的系统,并且也能较好地控制成本,因此在传统液压制动系统上发展而来的EHB已经进入了量产阶段,很多供应商都可以提供这样的系统来实现新能源车所需要的协调式制动策略。

而EMB虽然有着比传统的液压制动器和EHB两者都无法比拟的优势和广阔的运用前景,但纯靠永磁电机产生的制动力有限,要想大规模普及到前后车轮上还需要永磁体性能得到突破。

虽然EMB是未来制动系统的终极发展方向,但只有解决了一些制约其自身发展的关键因素,才能得到越来越广发应用。

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