隨著汽車(chē)電動(dòng)化、智能化的發(fā)展,制動(dòng)系統(tǒng)迎來(lái)新一輪變革。近幾年,線控制動(dòng)的概念越來(lái)越普及,我們已經(jīng)能在寶馬、奧迪、豐田、現(xiàn)代、比亞迪、長(zhǎng)城等主機(jī)廠的部分量產(chǎn)車(chē)型上看到線控制動(dòng)的身影。
雖然現(xiàn)階段線控制動(dòng)的裝配率較低,但未來(lái),隨著新能源汽車(chē)保有量的持續(xù)攀升,以及主機(jī)廠邁向L3級(jí)自動(dòng)駕駛,線控制動(dòng)系統(tǒng)市場(chǎng)必將迎來(lái)爆發(fā)。
華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測(cè),2026年全球線控制動(dòng)滲透率將達(dá)到30%,整體市場(chǎng)規(guī)模高達(dá)574.7億元人民幣,這意味著線控制動(dòng)將正式進(jìn)入主流市場(chǎng),成為中高端車(chē)型的標(biāo)配。值得注意的是,2021年這一數(shù)字僅為5%,因此線控制動(dòng)將成為新的藍(lán)海市場(chǎng)。
目前的線控制動(dòng)市場(chǎng),博世、大陸、采埃孚等國(guó)際Tier 1供應(yīng)商憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì),占據(jù)領(lǐng)先位置。例如大陸集團(tuán)近日宣布,其MK Cx HAD冗余線控制動(dòng)系統(tǒng)解決方案已經(jīng)在極狐阿爾法S HI版新車(chē)型上搭載并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。并且,國(guó)內(nèi)線控制動(dòng)賽道的新玩家也在發(fā)力,如亞太股份、拿森科技、聯(lián)創(chuàng)電子、利氪科技等,也在積極布局這一領(lǐng)域,并且已經(jīng)向市場(chǎng)推出量產(chǎn)產(chǎn)品。百花齊放的競(jìng)爭(zhēng)格局有利于線控制動(dòng)系統(tǒng)不斷推陳出新。
大陸集團(tuán)MK Cx HAD冗余線控制動(dòng)系統(tǒng)解決方案
在政策方面,國(guó)務(wù)院發(fā)布的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》中強(qiáng)調(diào)了線控執(zhí)行系統(tǒng)是智能網(wǎng)聯(lián)的核心技術(shù),需加快這一領(lǐng)域的發(fā)展速度。
那么,線控制動(dòng)究竟為何受到市場(chǎng)的青睞?對(duì)今后高級(jí)別自動(dòng)駕駛的新能源汽車(chē)來(lái)說(shuō),線控制動(dòng)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在哪些方面?
線控制動(dòng)解決哪些痛點(diǎn)
傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)主要由機(jī)械結(jié)構(gòu)完成,駕駛員踩下制動(dòng)踏板控制液壓缸產(chǎn)生液壓制動(dòng)力,再通過(guò)液壓推動(dòng)制動(dòng)片與制動(dòng)盤(pán)相互摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)效果。而線控制動(dòng)系統(tǒng)則通過(guò)將駕駛員的剎車(chē)力度轉(zhuǎn)換為電信號(hào),將減速意圖傳遞給系統(tǒng),再由電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)完成制動(dòng)。
這樣的一套系統(tǒng)為何能成為未來(lái)的大方向?能解決以下幾大痛點(diǎn)是關(guān)鍵。
1.提供真空源:
傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的液壓制動(dòng)是真空助力的形式,依靠發(fā)動(dòng)機(jī)提供真空源來(lái)實(shí)現(xiàn)。而新能源汽車(chē)由于沒(méi)有了發(fā)動(dòng)機(jī),因而缺乏真空源,無(wú)法通過(guò)真空助力器完成液壓管路建壓。如果僅僅由駕駛員施加的踏板力度來(lái)控制制動(dòng)力,顯然不符合要求,也不安全。
現(xiàn)在大部分的新能源汽車(chē)通過(guò)增加電子真空泵來(lái)改善這一問(wèn)題,但畢竟真空度有限,且壽命受限、也容易受環(huán)境影響,不是長(zhǎng)久的解決方案。
線控制動(dòng)能用電子助力替代真空助力,使新能源汽車(chē)擺脫真空源的限制。線控制動(dòng)通過(guò)電機(jī)代替真空助力器進(jìn)行制動(dòng)液壓管路建壓,有效解決了這一根本性的痛點(diǎn)。
2.能量回收:
續(xù)駛里程是新能源汽車(chē)的重要性能指標(biāo)。提升續(xù)駛里程,既要開(kāi)源也要節(jié)流。除了增加動(dòng)力電池能量密度外,能量回收的功能也是必不可少的。
在傳統(tǒng)燃油車(chē)上,當(dāng)車(chē)輛制動(dòng)時(shí),摩擦產(chǎn)生的熱能釋放到大氣中。而對(duì)于純電動(dòng)車(chē)或混合動(dòng)力車(chē),這種被浪費(fèi)的能量可以通過(guò)制動(dòng)能量回收系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為電能,進(jìn)而儲(chǔ)存在動(dòng)力電池中,為車(chē)輛提供驅(qū)動(dòng)力,增加續(xù)駛里程。
線控制動(dòng)系統(tǒng)能夠更好地支持能量回收發(fā)揮作用。不妨比較一下:在傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)中,液壓的制動(dòng)力取決于踏板的力度,當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí),制動(dòng)力來(lái)源于液壓制動(dòng),電機(jī)制動(dòng)所占的比例很小,因此能量回收的效果不是很明顯。
解耦式的線控制動(dòng)能夠極大地提升能量回收的效率?!敖怦睢敝傅氖?,駕駛員制動(dòng)請(qǐng)求和液壓制動(dòng)力不是絕對(duì)的線性相關(guān),當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí),首先利用電機(jī)的回饋轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)制動(dòng),當(dāng)電機(jī)的回饋力矩不足時(shí),再讓液壓制動(dòng)發(fā)揮作用。這樣做的好處就是最大化地提高了能量回收效率,為續(xù)駛能力提供支持。
3.支持自動(dòng)駕駛:
L2級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)已經(jīng)在量產(chǎn)車(chē)型上得到了廣泛的運(yùn)用,而L3級(jí)以上的高級(jí)別自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)感知層、規(guī)劃層、執(zhí)行層都提出更高的要求。制動(dòng)系統(tǒng)屬于執(zhí)行層的范疇,必須做到響應(yīng)快、延遲低、精度高的同時(shí),支持系統(tǒng)冗余。
隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別的提升,執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要更靈敏。線控制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于,沒(méi)有復(fù)雜的機(jī)械連接,而是由電信號(hào)傳遞指令,因此能夠比傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)提供更快的建壓速度,使車(chē)輛在更短的時(shí)間內(nèi)完成制動(dòng),線控制動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)⑦_(dá)到最大制動(dòng)力時(shí)間限制在150 ms內(nèi),大大提升自動(dòng)駕駛的安全性。
自動(dòng)駕駛向高級(jí)別發(fā)展,對(duì)于高速的L3及以上級(jí)別,控制權(quán)交給了系統(tǒng),由于速度的提高,安全風(fēng)險(xiǎn)大大增加,當(dāng)主制動(dòng)失效的情況下,需要更高的制動(dòng)力,同時(shí)在制動(dòng)過(guò)程中保證車(chē)輛必要的穩(wěn)定性,避免前輪或后輪過(guò)制動(dòng)導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn),因此需要單獨(dú)冗余制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)滿足。
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