众所周知,线控底盘,包括制动、转向、悬架控制等部件的升级,是软件定义汽车和高阶智能驾驶的基础设施。而在行业推进技术革新和规模化落地的过程中,自然也逃不开安全上的考虑。
# 撰文 | 萧洋 编审 | 宇傅
01. 概述
自动驾驶技术的核心在于车辆的纵向控制和横向控制技术,而这两种控制技术都涉及制动控制。
自动驾驶车辆通过传感器收集周围环境信息,然后利用算法规划路径,并通过线控方式操纵车辆的行驶。
在L2级别的自动驾驶中,包括ACC、AEB、LKA和AP等功能都需要在IBS系统上实现。同样,在L3级别的自动驾驶中,HWP和TJP等功能也需要依靠线控制动系统来实现。
功能 | 传感器 | 执行器 | 算法 | |
AEB | 前向毫米波雷达、摄像头 | ESC、IBS、EPB、EPS | AEB | |
ACC | 前向毫米波雷达、摄像头 | ESC、IBS、EPB、EPS、EMS、 | ACC | |
AP | 超声波雷达、摄像头 | ESC、IBS、EPB、EPS、EMS、TCU/VCU | AP | |
HWP/TJP | 毫 米 波 雷 达 、 超 声 波 雷 达 、 激 光 雷 达 、前视摄像头、环视摄像头 | ESC、IBS、EPB、EPS、EMS、TCU/VCU | HWP/TJP |
02. 技术模式
线控制动系统分为两种技术模式,即EHB(线控液压制动系统)和EMB(电子机械制动系统)。
1)EHB模式:EHB模式通过电子助力器替代传统的真空助力器,但仍保留了液压管路和制动液。当驾驶员踩下制动踏板时,传感器会将信号传输至电控单元(ECU),ECU通过电动驱动液压泵来实现制动。
2)EMB模式:EMB模式直接将电机集成在制动钳上,由电机产生制动力,完全实现了制动的电子控制化。这种模式取消了液压管路和制动液的使用。
■ EHB方案(左)EMB方案(右)
目前市场上主要使用的线控制动产品基本上是EHB模式,约占总体的97%。EMB模式目前仍处于研发阶段,尚未广泛应用。
03. EHB模式方案
根据集成度的不同,EHB(线控液压制动系统)可分为Two-Box方案和One-Box方案。
1)Two-Box方案:在Two-Box方案中,电子稳定控制系统(ESC)和电子助力器是相互独立的模块,它们互为备份冗余。这意味着如果其中一个模块出现故障,另一个模块可以继续提供制动功能。
2)One-Box方案:在One-Box方案中,ESC与电子助力器集成为一个模块。为了满足自动驾驶的需求,需要额外增加备份冗余系统。One-Box方案具有集成度高、成本低和能量回收效率高等优势。随着时间的推移,它逐渐成为线控制动的主流方案。
One-Box | Two-Box | |
结构图 | ||
定义 | 整体式:EHB集成了ABS/ESC | 分立式:EHB 与 ABS/ESC 独立 |
结构 | 1个ECU,1个制动单元 | 2个 ECU,2个制动单元 |
成本 | 集成度高,成本相对低 | 集成度低,成本相对高 |
复杂度和安全性 | 高,需要改造踏板,踏板仅用于输入信号,不作用于主缸,故踏板感受需要软件调校,可能会有安全隐患 | 低,不需要改造踏板,驾驶员能直观地感受制动系统的变化,并可由 ABS 回馈力感受刹车片的衰退等,能减少安全隐患 |
能量回收 | 回收效率很高,回馈制动减速度最高达0.3g-0.5g | 回收效率一般,回馈制动减速度最高在0.3g以下 |
自动驾驶 | 搭配RBU满足自动驾驶时对冗余的要求 | 本身满足自动驾驶对冗余的要求 |
04. 底盘制动系零部件
在基础机械制动方面,国内厂商已经在市场份额上取得了突破。
在ESC、EPB、线控制动等核心电控领域,国际零部件巨头如博世、大陆和采埃孚等仍占据着绝大部分市场份额(超过80%)。
相比之下,国内供应商中能够实现批量供应的较少。
制动器 | ABS | EPB | ESC | 线控制动 | |
外资(合资) | ~75% | ~85% | ~80% | ~90% | ~85% |
本土企业 | ~25% | ~15% | ~20% | ~10% | ~15% |
05. 制动器
制动器产品是本土厂商在底盘领域最早涉足的细分市场之一。其中,盘式制动器是主要的制动器类型。根据高工智能汽车数据,2022年中国乘用车的前轮盘式制动器占比接近100%,后轮盘式制动器占比约为90%。
从厂商份额的角度来看,大陆、日立安斯泰莫和采埃孚这三家国际厂商合计占据了约50%的市场份额。然而,我国本土厂商在制动器领域已经具备规模化供应能力。
其中,弗迪科技、亚太股份、伯特利和力邦合信等本土厂商分别拥有6.9%、6.7%、5.3%和3.2%的市场份额,合计占据了22%的市场份额。
■ 2022年中国乘用车盘式制动器(前轮)市场份额(高工智能汽车)
06. EPB、ESC(电控)
在电子控制(电控)市场中,外资企业主导着主要份额,但本土电子驻车制动(EPB)的竞争力开始显现。
1)EPB本土配套率提升:根据数据显示,2022年中国乘用车的EPB前装搭载率超过80%。本土厂商与外资厂商之间的差距不断缩小。弗迪科技、伯特利和亚太股份等本土厂商的市场份额分别为9.6%、9.4%和1.5%,合计占据了20%的市场份额(较2021年提升约4个百分点)。
2)ESC本土厂商鲜有配套:根据数据显示,2021年中国乘用车的ESC前装搭载率为91.6%。从供应商角度来看,博世、大陆、爱德克斯、NISSIN和日立安斯泰莫等五家国际厂商占据了90%以上的市场份额。而京西重工、伯特利和亚太股份等少数本土厂商实现了量产,但其市场份额较小。
■ 2022年中国乘用车EPB市场份额(左)2021年中国乘用车ESC(不含 ABS)市场份额(右)
07. 线控制动
目前,线控制动市场由博世垄断,但本土厂商伯特利在该领域表现显著增强。全球线控制动市场目前由博世、大陆和采埃孚天合这三家厂商主导,其中博世的iBooster+ESP配置率最高。
在中国市场上,博世是线控制动市场的绝对龙头。然而,在近年来,伯特利、亚太股份和万安科技等本土厂商开始加大线控制动产品的研发和量产力度,其中伯特利在2022年显示出明显的市场份额增长。
国内厂商正在加快推出One-Box(一体化控制单元)产品的步伐,在2023年,多家厂商将开始量产。在上市公司中,伯特利(One-Box)和亚太股份(Two-Box)已经实现了线控制动产品的量产。
产品名称 | 形式 | 主要客户 | 量产时间 | |
博世 | iBooster1.0 | Two-Box | 大众全系列电动和混动车;特斯拉全系;保时捷918spyder;本田CR-V等 | 2013 |
博世 博世 | iBooster2.0 IPB | Two-Box | 荣威;比亚迪E6; 蔚来ES8、ES6 ; 小鹏P7、G3 ; 理想ONE等,凯迪拉克XT4、CT6;本田Legend;比亚迪“汉”等 | 2017 2019 |
大陆 采埃孚天合 | MK C1、IBC | One-Box One-Box | 阿尔法罗密欧;奥迪e-tron;宝马X5、X7等,雪佛兰Silverado、Tahoe、Suburban;凯迪拉克Escalade等 | 2016 2018 |
日立 | E-ACT | Two-Box | 日产Leaf | 2011 |
伯特利 | WCBS 1.0 | One-Box | 奇瑞、吉利、长安、长城、广汽、江铃、北汽、理想等 | 2021 |
亚太股份 | IBS | Two-Box | 奇瑞大蚂蚁 | 2020 |
亚太股份 | IEHB | One-Box | 东风、某国内大型主机厂等 | 2023 |
瀚德万安 | EMB | EMB | 开沃等 | 预计2024 |
同驭汽车 | EHB | Two-Box | 江铃、合众哪吒、东风等 | 2019 |
力邦合信 | BIBC | One-Box | 奇瑞、开沃等 | 2023 |
格陆博 | GIBC | One-Box | 奇瑞捷途等 | 2023 |
拿森电子 | NBooster | Two-Box | 北汽新能源EC3 | 2018 |
英创汇智 | TBS | Two-Box | 上汽荣威 | 2021 |
英创汇智 | T-IBC | One-Box | 奇瑞、五菱、东风、长安、江淮等 | 2022 |
利氪科技 | DHB | Two-Box | 奇瑞、江淮、海马等 | 2022 |
利氪科技 | IHB | One-Box | 奇瑞捷途、江淮、比亚迪等 | 2023 |
伯特利是国内最早实现One-Box量产的公司,而亚太股份的One-Box在2023年下半年开始量产。万安科技(通过合资公司瀚德万安)预计在2024年开始商用车电子驻车制动(EMB)的量产。
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