线控制动EHB，Two-box和One-box有何"花"漾？

随着新能源汽车及智能辅助驾驶技术的发展，车辆制动系统的结构也在不断演变。朋友们经常会听到线控制动系统、One Box、Two Box这样的词汇，那么你知道这些都是什么意思吗？

# 撰文 | 萧洋    编审 | 宇傅

01. 概述

在传统的液压制动系统中，当驾驶员踩下刹车踏板时，真空助力器会将这一踩踏力进行放大，并施加到制动总泵上。

制动总泵通过液压管路的连接将制动力传递到各个车轮的制动分泵上，从而使车辆减速。

在这个过程中，如果系统检测到某个车轮出现锁死现象，ABS/ESP系统可以通过独立控制该车轮的制动管路压力来避免车辆失控。



在新能源汽车中，由于没有发动机提供真空负压，因此需要额外安装真空泵或采用其他形式的助力装置来满足制动系统的需求。

随着智能驾驶辅助系统的进步，控制系统能直接向车辆发出制动指令，而不再依赖驾驶员踩刹车踏板作为输入信号和制动力来源。

这些因素共同意味着传统的液压制动系统已无法满足新时代的需求，于是诞生了"线控制动系统"。

线控制动系统按照结构的不同，可分为电子液压制动(EHB)系统和电子机械制动(EMB)系统两类。今天我们着重了解电子液压制动(EHB)系统。


■ 左为拿森科技EHB,右为炯熠电子EMB

02. 电子液压制动EHB系统

电子液压制动系统（EHB）由内置踏板位移传感器、踏板感觉模拟器、电机、减速传动机构、制动主缸、壳体、控制器等组成。

传统的真空助力器制动系统是一种依靠真空实现助力的纯机械的制动系统，而电子液压制动系统（EHB）以电机为动力源，摆脱真空依赖，并引入了电控单元和多种传感器，使得制动系统实现电控化。

按照制动踏板与制动轮缸之间连接方式的不同，可分为：非解耦、半解耦和全解耦三种模式。同时，为了实现解耦（含半/准解耦），又有机械解耦（干式）和液压解耦（湿式）两种技术路线。



根据其制动助力建压方式不同，又可分为：无刷电机推液和电机泵+高压蓄能器两种形式，这两种形式又分别可通过两种方式建压，即推液直接建压和增压助力建压。

03. Two-box和One-box

根据是否和ESC系统集成，EHB可分为Two-box和One-box两种形式。

行业内将eBooster和ESC组合的方式称之为Two-Box，集成eBooster和ESC功能于一体的系统便称之为One-box。

在Two-box方案中，ESC即为冗余。无论是带高压蓄能器的电子助力器eBooster，还是电机驱动的eBooster，在助力器完全失效状态下，ESC模块也能够提供较强的行车制动力。



在电子助力器本身失电失效状态下，电机驱动的电子助力器还能够通过机械结构为整车提供至少满足法规要求的制动减速度。

高压蓄能器的电子助力器由于有高压制动液的存在，即便在失效状态下，依旧可以提供5-10次的常规制动助力或1-3次的紧急制动助力。

由于Two-box方案自身存在缺点，如成本较高、能量回收的支持能力有限，非解耦的eBooster不能很好地支持AEB等功能，半解耦的eBooster制动踏板的品质感觉相对较差等原因，于是One-box方案便应运而生。


■ 左为博世IPB,右为大陆MK Cx

如博世的IPB、大陆的MKCx等。简言之，One-box是一种典型的全解耦式系统，即将ESC与制动主缸、踏板模拟器集成在一起，形成一个高度集成化的液压线控制动系统。


■ One-box内部结构爆炸图（亚太股份）

对比Two-box而言，One-box方案具有如下优点：

1. 集成度更高，成本优化、易装配：比Two-box减少了1个ECU与1个制动单元，集成度更高、成本更低；

2. 满足个性化需求的踏板感调节：由于实现了踏板力与制动力的完全解耦，踏板感调节更加容易，不再受基础制动零件束缚，不同车型可以通过软件标定成一样的踏板感；

3. 能量回收效率更高：基础制动中的卡钳拖滞可以做到零，能够实现协调式回收，能量回收效率更高，可实现约10%-30%的续航里程增长（根据驾驶工况有所区别，城市工况下能量回收更高，对续航里程的提升更显著）；

4. 制动响应时间更短：150ms就可以实现100bar的管路压力。



不过，在One-box方案中，由于制动助力与ESC系统公用一套ECU。当One-box系统处于失电状态，ESC模块也会失效。

在One-box系统中的备份主要依靠纯机械备份，通常其纯机械制动能够达到0.5g以上的减速度。

但是，在L3级及以上级别自动驾驶上，One-box系统需要有专门的冗余制动系统RBU（RedundantBrake Unit，备份制动）来进行制动安全备份。



RBU类似一个简易的ESC模块，连接在主缸和压力调节模块之间。当One-box失效时，RBU内部电机可以进行增压来实现助力，并作用到前后4个轮端，实现制动冗余。