汽车电动化时代：线控制动系统的革命与未来展望

线控制动系统简介

汽车电动化时代，线控制动系统正引领未来。随着汽车新能源化和智能化的趋势，底盘线控化也成为了不可或缺的发展方向。电子液压制动（EHB）和电子机械制动（EMB）系统，作为线控制动技术的核心，不仅确保了制动的安全性和可靠性，更满足了自动驾驶对制动系统的苛刻要求。这些系统通过电动助力装置替代了传统的真空助力装置，不仅减轻了机械结构的重量，还带来了轻量级、小体积、快速响应以及显著提升的制动效果。同时，它们还具备人力失效备份功能，确保在电源故障时仍能提供一定的制动力。

更为值得一提的是，EMB/EHB系统还能通过驱动电机制动实现能量回收再利用，从而降低清洁能源的消耗，延长汽车行驶里程。因此，电控液压制动系统在新能源汽车领域的应用前景广阔，吸引了众多国内外研究人员和汽车厂商的关注与投入。

EHB系统剖析

本文将深入剖析EHB系统的通用架构，以博世iBooster、智能集成制动IPB、大陆MKC1和爱德克斯ECB等典型EHB系统为例，探讨它们在电动汽车和混合动力汽车上的应用原理及软硬件设计思路。

iBooster的发展历程

博世公司研发的机电伺服制动助力器（iBooster），在继承传统制动系统真空助力器原理的基础上，通过创新设计，满足现代汽车的需求。2016年推出了iBooster第二代产品，更好地满足现代电动汽车和智能汽车对制动系统的苛刻要求。

iBooster的结构与改进

第二代iBooster采用了三级减速机构，取代了一代的两级减速机构，以实现更高效的能量传递。此外，传感器配置也发生了变化，从两个传感器简化为一个位移差传感器，从而简化了系统结构并提高了可靠性。电机参数方面，第二代产品采用了具有12个定子线圈和8个磁极的电机，相较于一代的18个定子线圈和14个磁极，更加紧凑且高效。

另外，第二代iBooster的外壳体采用了冲压工艺，相较于一代的铸造工艺，使得壳体更加轻薄，从而在同一尺寸下实现了更小的体积和重量。这些改进使得第二代iBooster在满足现代汽车制动系统苛刻要求的同时，也提升了产品的性能和效率。

iBooster的工作原理

常规制动过程

在常规制动过程中，当驾驶员踩下制动踏板时，iBooster会通过内置的位移差传感器捕捉到这一动作，并将其转化为电信号传送至控制器。控制器根据这一信号计算出相应的控制指令，并驱动永磁同步电机开始工作。电机通过减速机构将扭矩传输至耦合装置，与驾驶员通过脚踏板施加的力共同作用，推动主缸推杆，从而产生所需的制动液压力。

功能特点与安全保障

进一步，在紧急情况下，iBooster能够快速建立制动液压，从而显著缩短制动距离，降低事故风险。同时，iBooster还具备多种功能，如双安全失效模式，以确保在车载电源无法满负载运行或发生故障时，系统能够以节能模式工作。无论在何种情况下，制动系统都能在200N的踏板力作用下提供0.4g的减速度，确保驾驶的安全性。

真空助力器分析

工作原理概述

真空助力器作为一种伺服制动助力装置，其动力源来自发动机进气歧管产生的真空度。通过利用真空和大气在前、后两腔产生的压力差，从而实现助力效果。了解这些关键零部件的工作状态对于理解真空助力器的工作原理至关重要。

助力特性与曲线

在制动过程中，真空助力器的助力特性可以通过绘制一条曲线来直观展示。以驾驶员施加在制动踏板上的力为横坐标，主缸内产生的压力为纵坐标，我们可以得到助力特性曲线。这条曲线描绘了从未制动状态到完全制动状态过程中，真空助力器如何协助驾驶员产生所需的制动压力。

通过助力特性曲线，我们能够清晰地分析真空助力器在不同情况下的助力变化，特别是跳增阶段和饱和阶段的特性。在达到最大助力之前，驾驶员输入的力与主缸推杆的输出力是成比例增加的。