巨头混战，抢着“兜底”自动驾驶安全
来源:高工智能汽车发布时间:2023-02-251165浏览
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其中，在线控制动领域，新机遇或来源于背后潜藏的痛点。有关EMB的散热和电磁干扰难题、One-Box方案的控制阀设计等挑战，或许是供应商们攻占下一个制高点的关键。
电动智能化加速，线控制动迎新变
“迈向2023年，由疫情造成的芯片短缺风险正逐步被缓解，新能源汽车市场有望取得进一步的增长。而新能源汽车又需要线控制动系统助力实现自动驾驶或辅助驾驶、能量回收等功能，预计今年线控制动市场会呈现非常明显的增速。”同驭汽车技术总监徐国栋表示。一方面，新能源汽车具有制动能量回收潜能，对于改善汽车的能量利用效率、延长电动汽车的行驶里程具有重大意义。而线控制动以电子助力器解决了新能源汽车缺少真空动力源的问题，并通过电机对车轮实现制动能量回收，进而提升续航里程。另一方面，伴随着整车电子电气架构从分布式电子电气架构向域集中式电子电气架构过渡，线控底盘技术的上车应用速度正在加快。诚然，在分布式架构下，制动、转向、驱动互为独立的子系统，由单独的 ECU分别控制，且底盘运动执行信号来自驾驶员，各子系统协同需求较低。但面向整车智能化的演进，分布式架构存在各系统难协同、网络结构复杂、软硬件难耦合、难以实现OTA统一升级等问题。而线控底盘融合了各子系统及底盘域控，可实现底盘运动控制运算的集成化、协同化，完美契合集中式电子电气架构发展趋势。此外，线控制动系统作为“感知、决策、执行”环节中的执行核心模块，是实现高阶智能驾驶的基础。例如，当自动驾驶功能等级迈向L4级及以上时，为保证整车在无人驾驶中的安全，高阶自动驾驶车辆在执行层的设计中，需要在制动等关键执行环节实现双重甚至多重冗余。而以线控结构替代机械式结构，是实现安全冗余的必经之路。不难发现，面向更高阶的自动驾驶，线控制动赛道的竞争态势显得更为激烈。不管是依托具备高度集成化优势的One-box＋RBU方案，还是完全满足智能驾驶冗余需求的Two-box方案，以及天然具备冗余优势的EMB方案，供应商们正尽力开拓L3/L4级自动驾驶新市场。其中，博世最新一代IPB新增RBU冗余制动单元、伯特利WCBS+双控EPB则是对应L3+级别自动驾驶的电子冗余方案。另外，拿森开发的NBC集成式智能制动系统，具备高动态响应优势，支持高阶自动驾驶，可配合冗余制动控制模块RBC，为L3及以上自动驾驶的安全出行提供保障。
该智能制动系统采用全解耦式的制动技术，实现了包括行车制动、驻车制动、稳定性控制的全部功能，可以提供协调式能量回收、舒适制动、外部制动请求等各种增值功能；NBC可提供多种EPB集成控制方式，包括不同的冗余驻车制动解决方案，满足不同的客户需求。
难题待解，EMB上车或放缓
不少业内人士向高工智能汽车表示，EMB方案是目前可见的线控制动系统的终极方案。与EHB方案相比，电子机械制动 EMB 系统的最大亮点，即彻底放弃了液压制动，结构更简洁，且反应速度比EHB更快，完全通过ECU驱动并控制执行电机产生制动力，免去了刹车油液管路的注液、维护等。事实上，EMB并不是线控制动细分赛道的技术新贵。早在21世纪初，国际零部件巨头就已经开始研发EMB相关技术，并试图向完全线控制动迈出一大步，但遗憾的是EMB至今未实现大规模量产上车。“EMB方案具备四套独立的执行器，结合电源和通信网络等外设的备份，具备先天冗余能力。但这种冗余方案是一种降级冗余，要想满足高等级自动驾驶的完整冗余功能，还需要结合电机电控系统设计整车系统方案。”徐国栋表示。事实上，EMB方案还存在较多的技术和量产难题，而且面向L4级自动驾驶，相关法规还不明确电源失效后对EMB的具体要求和认可方案。“EMB依靠电动机提供全部的制动推力，因此电动机必须输出很大的功率，这就造成了电动机体积、质量、能耗较大；而汽车底盘空间狭小，尤其是转向机还占据了前轮的一定空间，要是电机不够轻而小，则底盘空间不足。”某国际Tier 1线控底盘专家向高工智能汽车表示。除了电机的体积和质量问题，轮边刹车发热亦是EMB方案的待解难题之一。据悉，EMB通过控制模块控制伺服电机制动，进而直接作用于轮缸，给刹车盘施加制动力。而刹车原理即动能转换为热能，刹车过程中刹车盘的发热比较严重，容易导致电机内的永磁体消磁。显然，电机及控制器的可靠性、安全性、电磁兼容性，是EMB方案落地的衡量标准，亦是整车集成控制安全性的重要前提。综合来看，目前各供应商在EMB方面，更多是在做相关技术储备。距离EMB方案的大规模量产上车，或许还有较长的一段时间。
One-box向左，Two-box向右
不过，从市场数据来看，面向L2/L2＋主力市场，EHB仍然是线控制动领域的主流技术，且One-Box与Two-Box技术方案之争亦愈演愈烈。例如，今年开始上市交付的蔚来ET系列，从之前的博世EHB（two-box）方案切换到了万都的EHB（one-box）方案，动能回收效率提高了50%。据悉，One-box方案集成度高，轻量化优势明显。但量产该方案，不仅要求线控制动厂商在ABS、ESP、EPB等方面有足够的技术积累，而且对液压解耦方案的核心执行器电磁阀的质量要求极为严苛。目前业内已量产的One box方案主要是：博世的IPB、大陆的MK C1、伯特利的WCBS等。而Two box方案对原来的刹车系统改动较小，面向不同配置的汽车可以实现灵活应用；可以实现冗余备份，即当EHB失效时，由ESC进行备份制动。从国内市场的竞争格局来看，自主品牌方案商所储备的Two-box方案相对成熟，抓住2023年Two-box市场的增量态势，提高其方案的市场占有率，是跑赢2023年的关键一步。例如，同驭科技的线控电子液压制动系统（EHB）采用解耦式方案、蜗轮蜗杆+齿轮齿条传动方式，具有结构紧凑、布置方便、可靠性高、响应快、精度高、高效率制动能量回收、高性能主动制动、成本低、扩展性强等诸多优点。
依托线控电子液压制动系统（EHB）、电子驻车制动系统(EPB）、防抱死制动系统（ABS）、电子稳定性控制系统（ESC）、集成式线控制动系统（iEHB）等完整的智能制动系列产品，同驭汽车可为整车厂客户提供多种系统解决方案。至于EHB方案在高阶自动驾驶领域的应用潜能，“One-Box派”与“Two-Box派”依旧各持己见。有观点认为，在高级自动驾驶方面，One-box＋RBU方案性价比仍高于Two-box方案。“相比Two-box方案，One-box＋RBU方案成本普遍增加10%左右，从单个器件对比来看价格比例偏高；但从整车成本来看，相比智能驾驶动辄上万的硬件预埋，在安全件线控制动方面多花数百元，选择集成度更高的One-box＋RBU方案可以实现整车更好的表现。”某国际零部件企业线控底盘相关负责人表示。但也有业内人士表示，虽然One-box方案高度集成，但One-box＋RBU目前最高只能支持到L3级自动驾驶的冗余需求，且在L4级及以上市场的优势并不明显，面向自动驾驶行业需求，满足制动冗余需求的Two-box方案潜力较大。目前来看，2023年新能源汽车市场发展潜力依旧强劲。中国汽车工业协会表示，预计2023年新能源汽车销量将达900万辆，同比将增长35%。借新能源汽车市场持续放量，预计2023年，自主品牌的Two-box方案出货量将迎来新高，而随着国际Tier1的新产能释放，其One-box整体出货量或许表现更佳。显然，国内自主品牌的竞争焦点也将更集中，即推高Two-box方案的市场占有率，抢先攻破One-box的技术难题。
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