電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)詳解

#01引

言傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)，即基于液壓的制動(dòng)系統(tǒng)，雖然在汽車發(fā)展史上發(fā)揮了重要作用，但它們也存在一些局限性。以下是傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的主要局限性：響應(yīng)時(shí)間：傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)依賴駕駛員踩下制動(dòng)踏板來產(chǎn)生液壓，進(jìn)而推動(dòng)制動(dòng)器。這個(gè)過程涉及到物理位移和液體的流動(dòng)，因此相比于電子系統(tǒng)，其響應(yīng)時(shí)間較長。制動(dòng)力分配：在傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)力主要根據(jù)駕駛員施加在制動(dòng)踏板上的力來分配。這種分配方式可能不是最佳的，特別是在不同的路面條件和車輛負(fù)載下。維護(hù)和可靠性：液壓系統(tǒng)包含許多移動(dòng)部件，如制動(dòng)主缸、制動(dòng)管路、制動(dòng)器和相關(guān)的密封件。這些部件隨著時(shí)間的推移可能會(huì)磨損或泄漏，需要定期檢查和維護(hù)。重量和復(fù)雜性：由于需要液壓油、管路和相關(guān)的硬件，傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)較重且復(fù)雜。這增加了車輛的重量，影響了燃油效率和整體性能。能量回收限制：在電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中，傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)在能量回收方面存在限制。這些系統(tǒng)主要依賴摩擦制動(dòng)來減速，而不是有效地將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能。集成和自動(dòng)化難度：隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，特別是自動(dòng)駕駛和電動(dòng)車的興起，傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)在集成先進(jìn)的電子和安全輔助系統(tǒng)方面面臨挑戰(zhàn)。環(huán)境因素：液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的液體（如制動(dòng)液）可能對(duì)環(huán)境有害。如果泄漏或不當(dāng)處理，這些液體可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成損害。為了克服這些局限性，汽車制造商和工程師正在開發(fā)更先進(jìn)的制動(dòng)技術(shù)，如電子機(jī)械制動(dòng)（EMB）系統(tǒng)，這些系統(tǒng)提供了更快的響應(yīng)時(shí)間、更好的制動(dòng)力控制、更高的能量回收效率和更易于集成的特性。EMB電子機(jī)械制動(dòng)（EMB）是一種先進(jìn)的汽車制動(dòng)技術(shù)，它結(jié)合了電子和機(jī)械技術(shù)，以提供更安全、更高效、更環(huán)保的制動(dòng)解決方案。在現(xiàn)代汽車技術(shù)中，EMB的重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：更快的響應(yīng)速度：EMB系統(tǒng)使用電子傳感器和執(zhí)行器來控制制動(dòng)，與傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)相比，可以提供更快的響應(yīng)速度。這有助于減少制動(dòng)距離，提高行車安全。更精確的制動(dòng)力控制：通過電子控制，EMB能夠精確地調(diào)節(jié)每個(gè)車輪的制動(dòng)力。這種精確控制有助于提高車輛的穩(wěn)定性和操控性，尤其是在不同的路面條件和車輛負(fù)載下。

EMB控制邏輯簡圖能量回收：在電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中，EMB系統(tǒng)可以在制動(dòng)時(shí)回收能量，將其轉(zhuǎn)換為電能存儲(chǔ)起來，從而提高能源效率，延長續(xù)航里程。減少維護(hù)需求：由于EMB系統(tǒng)減少了傳統(tǒng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的許多機(jī)械部件，如液壓管路和密封件，因此其維護(hù)需求較低，降低了維護(hù)成本。支持自動(dòng)駕駛技術(shù)：隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，EMB系統(tǒng)更容易與自動(dòng)駕駛系統(tǒng)集成，提供更精確的車輛控制，提高整體的安全性能。環(huán)境友好：EMB系統(tǒng)減少了制動(dòng)液的使用，從而降低了環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。這對(duì)于推動(dòng)汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

環(huán)境友好-無制動(dòng)液

提高車輛性能：通過更快的響應(yīng)速度和更精確的制動(dòng)力控制，EMB有助于提高車輛的動(dòng)態(tài)性能，為駕駛者提供更佳的駕駛體驗(yàn)?？偟膩碚f，電子機(jī)械制動(dòng)（EMB）是現(xiàn)代汽車技術(shù)中的一個(gè)重要?jiǎng)?chuàng)新，它不僅提高了行車安全性，還支持了電動(dòng)汽車和自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，有助于實(shí)現(xiàn)更環(huán)保、更高效的汽車未來。隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，預(yù)計(jì)EMB將在未來的汽車中得到更廣泛的應(yīng)用。#02EMB系統(tǒng)的構(gòu)成電子機(jī)械制動(dòng)（EMB）系統(tǒng)的工作原理涉及多個(gè)關(guān)鍵組成部分，其中最重要的是電子控制單元（ECU）。各關(guān)鍵組件協(xié)同工作，以實(shí)現(xiàn)高效、安全和精確的制動(dòng)。以下是這些組件如何協(xié)同工作的概述：

EMB系統(tǒng)簡圖

傳感器監(jiān)測(cè)：當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，傳感器開始工作。它們監(jiān)測(cè)車速、加速度、轉(zhuǎn)向角度和車輪轉(zhuǎn)速等關(guān)鍵參數(shù)。這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧‥CU），為ECU提供車輛當(dāng)前狀態(tài)的準(zhǔn)確信息。電子控制單元（ECU）決策：ECU接收來自傳感器的數(shù)據(jù)，并基于這些數(shù)據(jù)以及其他因素（如車輛重量、路面狀況和駕駛模式）來計(jì)算所需的制動(dòng)力。ECU還負(fù)責(zé)調(diào)整制動(dòng)力分配，確保車輛在制動(dòng)時(shí)保持穩(wěn)定，特別是在緊急制動(dòng)或曲線行駛時(shí)。制動(dòng)執(zhí)行器執(zhí)行：一旦ECU計(jì)算出所需的制動(dòng)力，它就會(huì)指令制動(dòng)執(zhí)行器提供相應(yīng)的助力。制動(dòng)執(zhí)行器迅速響應(yīng)，提供精確的助力力度，幫助駕駛員輕松實(shí)現(xiàn)所需的制動(dòng)效果。制動(dòng)執(zhí)行器根據(jù)ECU的指令，通過機(jī)械方式（滾珠絲杠、鋼珠斜盤等）來控制制動(dòng)器的開啟和關(guān)閉，從而施加制動(dòng)力。由于制動(dòng)執(zhí)行器直接作用于制動(dòng)器，因此響應(yīng)速度快，且不需要液壓系統(tǒng)，減少了泄漏和維護(hù)的問題。

示意圖簡單解釋為，EMB系統(tǒng)由EMB控制器和EMB執(zhí)行器兩部分組成，其中，EMB執(zhí)行器包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速增轉(zhuǎn)矩裝置和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)3個(gè)部分；而EMB控制器作用是控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槠揭七\(yùn)動(dòng)，使經(jīng)過減速增轉(zhuǎn)矩裝置的力矩轉(zhuǎn)換成推動(dòng)制動(dòng)盤墊片的壓緊制動(dòng)力，從而達(dá)到制動(dòng)的效果。

國外各供應(yīng)商EMB典型結(jié)構(gòu)方案供應(yīng)商EMB結(jié)構(gòu)方案運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)減速增轉(zhuǎn)矩機(jī)構(gòu)Bosch滾珠絲杠傳動(dòng)行星輪系齒輪齒條傳動(dòng)雙楔形面滾珠坡道傳動(dòng)直齒齒輪系凸輪傳動(dòng)Siemens無/螺旋傳動(dòng)多楔形面滑動(dòng)絲杠傳動(dòng)壓電元件Continental滾珠絲杠傳動(dòng)直齒齒輪/行星輪系螺旋傳動(dòng)雙楔形面Delphi環(huán)形滾珠絲杠傳動(dòng)行星輪系滾珠絲杠+凸輪傳動(dòng)同步帶輪+行星輪系Hyundai滑動(dòng)絲杠傳動(dòng)行星輪系/蝸輪蝸桿螺旋傳動(dòng)多楔形面滾珠坡道傳動(dòng)Mando滾珠絲杠傳動(dòng)斜齒輪/組合齒輪系凸輪傳動(dòng)行星輪系滾珠坡道傳動(dòng)組合齒輪系多楔形面滾珠絲杠凸輪傳動(dòng)滾珠坡道通過這種方式，EMB系統(tǒng)的各個(gè)組件協(xié)同工作，不僅提供了快速、精確的制動(dòng)響應(yīng)，還支持了高級(jí)車輛控制功能和能量回收。這種高效的工作方式使得EMB特別適合于現(xiàn)代汽車，尤其是電動(dòng)汽車和自動(dòng)駕駛汽車。隨著技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)計(jì)EMB將在未來的汽車中得到更廣泛的應(yīng)用。EMB系統(tǒng)可以與其他車輛系統(tǒng)（如穩(wěn)定性控制、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）和電子穩(wěn)定程序（ESC））無縫集成，提供更全面的車輛動(dòng)態(tài)控制。在電動(dòng)汽車中，EMB系統(tǒng)還可以支持能量回收功能，通過精確控制制動(dòng)力，將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能存儲(chǔ)起來，提高能源效率。

#03EMB的優(yōu)勢(shì)

電子機(jī)械制動(dòng)（EMB）系統(tǒng)在多個(gè)方面提供了顯著的改進(jìn)，特別是在安全性、響應(yīng)速度、能源效率和操控性方面。

HLMando_EMB

以下是這些優(yōu)勢(shì)的詳細(xì)分析：安全性：?更快的響應(yīng)速度：EMB系統(tǒng)通過電子控制單元（ECU）直接控制制動(dòng)執(zhí)行器，消除了傳統(tǒng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的延遲，提供了更快的響應(yīng)速度。這有助于減少制動(dòng)距離，提高緊急情況下的安全性。?

精確的制動(dòng)力分配：EMB系統(tǒng)可以獨(dú)立控制每個(gè)車輪的制動(dòng)力，有助于保持車輛在制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性，特別是在濕滑或復(fù)雜路面上。集成高級(jí)安全功能：EMB系統(tǒng)可以輕松集成防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、電子穩(wěn)定程序（ESC）等高級(jí)安全功能，進(jìn)一步提高車輛的安全性。響應(yīng)速度：?

電子控制：由于采用電子控制，EMB系統(tǒng)的響應(yīng)速度遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)液壓制動(dòng)系統(tǒng)。這為駕駛員提供了更直接、更線性的制動(dòng)感覺。?

無液壓延遲：由于不需要液壓油流動(dòng)，EMB系統(tǒng)消除了液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的延遲和波動(dòng)，提供了更即時(shí)的制動(dòng)反應(yīng)。能源效率：?

能量回收：在電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中，EMB系統(tǒng)可以在制動(dòng)時(shí)回收能量，將其轉(zhuǎn)換為電能存儲(chǔ)起來，從而提高能源效率，延長續(xù)航里程。?

減少能量浪費(fèi)：由于更精確的制動(dòng)力控制，EMB有助于減少不必要的能量消耗，提高整體能源效率。操控性：?

優(yōu)化的制動(dòng)力分配：EMB系統(tǒng)可以根據(jù)車輛的動(dòng)態(tài)和路面狀況來調(diào)整每個(gè)車輪的制動(dòng)力，有助于保持車輛在制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性和操控性。?

改善的駕駛體驗(yàn)：更快的響應(yīng)速度和更精確的制動(dòng)力控制為駕駛員提供了更佳的駕駛體驗(yàn)，特別是在動(dòng)態(tài)駕駛條件下。

零拖滯總的來說，電子機(jī)械制動(dòng)（EMB）系統(tǒng)通過其先進(jìn)的技術(shù)，不僅提高了車輛的安全性，還提供了更快的響應(yīng)速度、更高的能源效率和更佳的操控性。這些優(yōu)勢(shì)使得EMB特別適合于現(xiàn)代汽車，尤其是電動(dòng)汽車和自動(dòng)駕駛汽車。隨著技術(shù)的進(jìn)步和成本的降低，預(yù)計(jì)EMB將在未來的汽車中得到更廣泛的應(yīng)用。

#04EMB系統(tǒng)對(duì)汽車行業(yè)的影響電子機(jī)械制動(dòng)（EMB）技術(shù)的重要性在于它為汽車行業(yè)帶來了革命性的變化，尤其是在安全性、能效和自動(dòng)化方面。以下是EMB技術(shù)對(duì)汽車行業(yè)的潛在影響：安全性的提升：EMB系統(tǒng)的快速響應(yīng)和精確控制能力，以及與高級(jí)安全系統(tǒng)的集成，顯著提高了車輛的安全性能。能效的增強(qiáng)：EMB系統(tǒng)支持高效的能量回收，特別是在電動(dòng)汽車中，這有助于提高能源利用率和續(xù)航里程。自動(dòng)化和自動(dòng)駕駛的支持：EMB系統(tǒng)的靈活性和控制能力，使其成為自動(dòng)駕駛汽車的理想選擇，為自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展提供了重要支持。

適配高級(jí)自動(dòng)駕駛的EMB冗余架構(gòu)示意圖創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展：EMB技術(shù)推動(dòng)了汽車行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)了更環(huán)保、更高效汽車的開發(fā)。

森薩塔_創(chuàng)新型傳感器/

海拉_創(chuàng)新型的電子制動(dòng)踏板

市場競爭力：擁有EMB技術(shù)的汽車制造商將能夠在市場上獲得競爭優(yōu)勢(shì)，滿足消費(fèi)者對(duì)高性能和安全性的需求。法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的變化：隨著EMB技術(shù)的普及，可能需要更新現(xiàn)有的安全法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)新的技術(shù)要求。供應(yīng)鏈和制造的變革：EMB技術(shù)的應(yīng)用可能促使汽車制造商和供應(yīng)商重新考慮其供應(yīng)鏈和制造流程。新的商業(yè)模式：EMB技術(shù)的應(yīng)用可能帶來新的商業(yè)模式，如基于數(shù)據(jù)的維護(hù)和服務(wù)，以及新的售后市場機(jī)會(huì)?？傊娮訖C(jī)械制動(dòng)（EMB）技術(shù)不僅提高了汽車的安全性和能效，還支持了自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車行業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。隨著技術(shù)的成熟和成本的降低，EMB系統(tǒng)有望在未來的汽車中得到更廣泛的應(yīng)用，從而推動(dòng)汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

#05EMB系統(tǒng)現(xiàn)狀分析電子機(jī)械制動(dòng)（EMB）系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，這一技術(shù)領(lǐng)域的主要國際供應(yīng)商包括博世、大陸集團(tuán)、采埃孚天合等。這些公司憑借其在制動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域的長期積累，占據(jù)了市場的主導(dǎo)地位。

ContiTeves_EMB架構(gòu)圖簡圖

在中國市場，隨著技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，EMB技術(shù)也逐漸得到應(yīng)用。中國的一些本土企業(yè)，如炯熠電子、菲格，還有同馭汽車、伯特利等，已經(jīng)開始研發(fā)并推廣自己的EMB制動(dòng)系統(tǒng)。這些企業(yè)通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)投入，逐步打破了外資企業(yè)在這一領(lǐng)域的壟斷，為國產(chǎn)EMB技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用創(chuàng)造了可能。國內(nèi)外EMB廠家

綜上所述，電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)正逐漸成為汽車行業(yè)的重要技術(shù)趨勢(shì)，特別是在中國市場，隨著本土企業(yè)技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的增長，EMB技術(shù)的發(fā)展前景十分廣闊。#06EMB系統(tǒng)的未來發(fā)展方向電子機(jī)械制動(dòng)（EMB）技術(shù)作為汽車制動(dòng)系統(tǒng)的一種先進(jìn)形式，其未來的發(fā)展方向主要集中在幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域，尤其是與自動(dòng)駕駛技術(shù)的整合。以下是EMB技術(shù)未來可能的發(fā)展趨勢(shì)：1、高度集成與自動(dòng)駕駛?

無縫整合：EMB系統(tǒng)將與自動(dòng)駕駛系統(tǒng)更緊密地整合，提供更精確的車輛控制。這種整合將包括更高級(jí)的數(shù)據(jù)通信和決策支持系統(tǒng)。?

增強(qiáng)的傳感器融合：為了支持自動(dòng)駕駛，EMB系統(tǒng)將集成更多的傳感器，如雷達(dá)、激光雷達(dá)（LIDAR）和攝像頭，以提供更全面的車輛周圍環(huán)境信息。V2X愿景

2、高級(jí)車輛動(dòng)態(tài)控制?

動(dòng)態(tài)調(diào)整：EMB系統(tǒng)將能夠根據(jù)不同的駕駛模式和路況動(dòng)態(tài)調(diào)整制動(dòng)力分配，進(jìn)一步提高車輛的穩(wěn)定性和操控性。?

防撞系統(tǒng)：集成先進(jìn)的防撞系統(tǒng)，如自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB），以增強(qiáng)車輛的安全性。ZF_EMB(CCRs場景)展示

3、能量效率與環(huán)保?

優(yōu)化的能量回收：進(jìn)一步優(yōu)化能量回收策略，以最大化電動(dòng)汽車的續(xù)航能力和能源效率。?

環(huán)境友好設(shè)計(jì)：減少對(duì)環(huán)境有害的材料使用，如無液壓油設(shè)計(jì)，降低環(huán)境污染。

能量回收

4、智能化與個(gè)性化?

智能學(xué)習(xí)算法：引入機(jī)器學(xué)習(xí)算法，使EMB系統(tǒng)能夠根據(jù)駕駛員的習(xí)慣和偏好進(jìn)行學(xué)習(xí)和調(diào)整。?

個(gè)性化駕駛體驗(yàn)：提供可定制的制動(dòng)感覺和模式，以滿足不同駕駛員的需求。5、可靠性與維護(hù)?

增強(qiáng)的可靠性：通過減少機(jī)械部件和采用更耐用的材料，提高EMB系統(tǒng)的可靠性和壽命。?