汽车制动系统变革：EMB能否后来居上？

  汽车制动系统的发展，是一部不断追求安全与高效的技术演进史。早期的乘用车主要是采用真空助力制动系统，它利用发动机工作时产生的真空度，来辅助驾驶员踩下制动踏板，以此来实现车辆制动。这一系统诞生于上世纪初，在很长一段时间内都是汽车制动的主流方式 ，为汽车的安全行驶提供了基础保障。比如在 1927 年，比利时工程师阿尔伯特发明了真空助力器 “Dewandre”，并由博世公司生产制造和销售，此后真空助力制动系统持续不断的发展完善，大范围的应用于各类乘用车中。

  随着汽车技术的进步以及人们对制动性能要求的提高，电子液压制动（EHB）系统应运而生。上世纪 90 年代，EHB 开始步入研发阶段，1994 年 Analogy 公司用 Saber 仿真模拟的方法，开发出了一套 EHB 的控制管理系统 。1996 年，博世公司对其开发的 EHB 系统来进行了实车试验，取得了不错的效果。它以电子元件替代了部分机械元件，制动踏板不再与制动轮缸直接相连，驾驶员的操作意图由传感器采集，再由液压执行器完成制动操作。这种设计弥补了传统制动系统的不足，使制动控制更自由，能充分的利用路面附着条件，提高制动效率 。2001 年 9 月，装备了博世传感制动控制（Sensotronic Brake Control）系统的奔驰 SL 新型跑车在法兰克福国际汽车展上首次展出，标志着 EHB 系统开始走向实际应用。

  到了 21 世纪，汽车智能化、电动化趋势愈发明显，对制动系统的集成化和响应速度提出了更加高的要求，ONEBOX 制动系统由此崭露头角。2010 年，大陆集团推出 one - box 产品 MK C1（集成 ESC），实现 150 毫秒内传导制动压力、100% 制动能量回收，同时系统减重 30%，最高支持 L4 级别无人驾驶 。2019 年，博世在凯迪拉克 XT4 上首次搭载量产 Onebox 方案产品 IPB，开启了 Onebox 大批量上车的时代。ONEBOX 系统将多个制动功能集成在一个模块中，进一步简化了结构，提高了制动响应速度，减少了制动距离，并且更易于与自动驾驶系统集成，为智能汽车的发展提供了有力支持。

  而电子机械制动（EMB）系统，则代表了制动技术的未来发展趋势。自 20 世纪 90 年代开始，一些著名的汽车电子零配件制造商如博世、西门子以及大陆特维斯等相继开始了对 EMB 电制动器的研究，并做过一些相应的系统仿真和装车试验 。EMB 系统最大的特点是彻底摒弃了制动液和液压部件，制动力矩完全由安装在四个轮胎上的电机驱动执行机构产生。这使得制动系统结构大大简化，不仅便于布置、装配和维修，还降低了对环境的污染，同时减轻了系统重量，更加有助于车辆底盘的综合主动控制。

  在当下的汽车制动系统市场中，不同技术路线呈现出各自独特的发展形态趋势。真空助力制动系统虽然历史悠远长久，但随着汽车技术的发展，其在新能源汽车和高阶无人驾驶场景下的局限性日益凸显 ，目前主要使用在于一些中低端燃油车型，市场占有率逐渐被新兴的制动系统所蚕食。

  电子液压制动（EHB）系统凭借其技术成熟、可靠性较高的优势，成为了现阶段市场的主流选择。其中，Two - box 方案在早期得到了广泛应用，如博世的 iBooster 1.0 和 2.0 ，但随技术的发展，其集成度低、成本高的缺点逐渐显现。而 One - box 方案则凭借高集成度、低成本以及高能量回收效率等优势，市场占有率不断攀升，2024 年上半年，中国乘用车市场中 One - box 方案在 EHB 中的占比已达 65.1%，成为了 EHB 的主流技术方案 。像特斯拉、理想、问界等品牌已实现线控制动全系标配，且大多采用 One - box 形式的 EHB。

  电子机械制动（EMB）系统作为制动技术的未来发展趋势，虽然目前尚未大规模量产，但已经吸引了众多企业的关注和投入。与 ONEBOX 相比，EMB 具有响应速度更快、结构更简单、重量更轻、能量回收效率更高等显著优势。EMB 的制动响应时间可缩短至 80 - 100ms，相比 ONEBOX 的 150 - 180ms 有了大幅度的提高 ；其彻底取消了液压部件，使得系统结构更简单，不仅降低了系统复杂性，还减少了液压泄漏等潜在问题；同时，EMB 在能量回收方面表现更出色，能量回收减速度能提升 40%，有效提升续航能力 。

  然而，EMB 的发展也面临着一些瓶颈。在技术层面，EMB 对电机性能要求极高，目前的电机技术在功率密度、可靠性和耐久性等方面还难以完全满足 EMB 的需求。例如，EMB 系统要在轮毂中安装电机，而轮毂的体积限制了电机的大小，导致电机功率难以满足普通轿车 1 - 2KW 的刹车功率需求 ；此外，刹车片附近的高温环境会对电机与半导体元件造成严重影响，永磁电机在高温下容易消磁，半导体元件也难以承受如此高的温度，而受体积限制，又无法添加有效的冷却系统 。在成本方面，由于 EMB 技术仍处于发展初期，零部件生产规模较小，导致其成本居高不下。据相关多个方面数据显示，目前 EMB 系统的成本约为传统制动系统的 2 - 3 倍，这使得其在市场推广中面临较大的阻力 。

  尽管面临重重挑战，但 EMB 的量产前景依然值得期待。从行业动态来看，多家企业已经公布了 EMB 的量产计划，为这一技术的商业化应用带来了曙光。京西集团宣布，其电子机械制动系统（EMB）已获凯翼汽车和悠跑科技战略合作，将于 2026 年量产 。按照计划，京西集团将在 2024 年完成 EMB 产品 A 样开发，2025 年建成全自动生产线 日举办了 EMB 产品发布暨产线启动会，发布了乘用车 EMB 线控制动系统和商用车 EMB 线控制动系统，其联合业内顶尖自动化设备供应商打造的国内第一条专业化 EMB 量产产线 月具备量产能力 。

  在可能率先搭载 EMB 的量产车型方面，虽然目前还没有确切的消息，但可以从合作伙伴关系和技术适配性等方面做推测。凯翼汽车与京西集团建立了战略合作伙伴关系，共同开展 EMB 产品与技术应用，因此凯翼汽车的部分车型有望成为率先搭载 EMB 的候选者 。此外，一些追求技术创新和差异化竞争的新能源汽车品牌，也有一定可能会率先引入 EMB 技术，以提升车辆的性能和智能化水平。

  一旦 EMB 实现量产并搭载在车型上，将标志着其技术瓶颈和成本劣势在某些特定的程度上得到了攻克。大规模的厂内验证已经表明，EMB 技术在理论和实验室环境下是可行的，并且具备诸多优势。随着量产的推进，规模效应将逐渐显现，零部件成本有望降低，技术成熟度也将逐步的提升。届时，EMB 将凭借其卓越的性能，对 ONEBOX 等现有制动系统构成强有力的竞争，甚至有可能取代 ONEBOX，成为未来汽车制动系统的主流选择。

  对于乘用车制动工程师而言，EMB 技术的发展既是机遇也是挑战。随着 EMB 技术逐渐走向成熟，工程师们需要尽快积累和研究 EMB 有关技术细节，进一步探索其工作原理、系统架构和控制策略，以便能够在未来的工作中熟练应用这一技术 。

  在技术积累方面，制动工程师要关注 EMB 系统中的关键技术，如电机控制技术、传感器技术、控制算法优化和系统集成技术等。例如，深入研究电机的控制精度和稳定能力对制动性能的影响，探索如何通过先进的控制算法提高电机的性能；关注传感器的精度和稳定能力，研究怎么样选用高性能传感器以满足 EMB 系统的需求；学习怎么样优化控制算法，以提高制动性能和稳定能力；掌握系统集成技术，确保 EMB 系统能够与车辆其他控制管理系统实现有效集成 。

  随着 EMB 量产和装车量的持续不断的增加，其零部件成本将逐渐降低，技术成熟度也将逐步的提升。这将使得 EMB 在市场之间的竞争中占据更有利的地位，有望逐步替代 ONEBOX 成为主流的制动系统。在这样的一个过程中，制动工程师需要紧跟技术发展的新趋势，一直更新自己的知识和技能，以适应行业的变化 。

  电子机械制动（EMB）系统作为汽车制动技术的未来之星，尽管当前面临着技术和成本等方面的挑战，但其发展的潜在能力不可小觑。多家企业的量产计划让我们正真看到了 EMB 从实验室走向市场的曙光，一旦实现量产，其卓越的性能优势将有可能重塑汽车制动系统的市场格局，ONEBOX 等现存技术或许将成为短暂的过渡，而 EMB 则有望成为未来汽车制动的主流选择 。

  对于整个汽车行业而言，EMB 的发展不仅意味着制动技术的重大突破，更将推动汽车向智能化、电动化方向迈进，为无人驾驶等先进的技术的发展提供更有力的支持。它将为广大购买的人带来更安全、更高效、更智能的驾驶体验，开启汽车出行的新篇章。

  让我们共同关注 EMB 制动系统的后续发展，期待它在汽车领域掀起一场新的技术革命，引领汽车行业迈向更美好的未来。

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