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作者：李仲庆

摘要：

　　没有制动，就没有速度，汽车极速永远受制动性能限制^[1]。制动系统在保障汽车的流畅操控以及安全上也发挥着决定性的作用，是汽车最核心的安全部件之一。线控制动(BBW,Brake-by-Wire)是线控底盘的重要组成部分，也是制动技术未来发展的趋势。与传统制动技术相比，线控制动系通过在电子控制系统中编写设计相应的程序，传递电信号给电控元件进一步实现制动力大小调节和分配，可有效缩短制动系统的响应时间，提升乘用车的安全性和稳定性。

（一）关于汽车线控底盘

　　汽车底盘关系车辆舒适性和安全性。而在优化车辆舒适性和安全性的关系上，传统汽车底盘更多基于被动反馈，无法兼顾车辆舒适性和安全性。随着汽车智能化水平的提升，特别是L3级以上高阶自动驾驶的推进，未来汽车底盘需要更多的主动反馈来兼顾舒适性和安全性。同时，考虑汽车电动化带来的深刻变革以及低碳要求，针对汽车底盘的改造无疑已成为当下汽车产业的竞争焦点。

　　近年来，在汽车智能化和电动化浪潮下，“无线控，不自动驾驶”以逐步成为行业共识^[2]。线控底盘作为汽车电动化与智能化两个赛道的核心交汇点，也成为行业新的风口。线控技术最早源于航空领域 ，1972年NASA将线控技术应用于飞机控制。汽车线控（X-by-Wire），依靠电子信号经汽车通讯网络来传输如转向、制动等操作要求，信号载体为电子线束，传统的机械以及液压系统也被电子执行器取代。

　　线控底盘与传统底盘的系统架构类似，主要由线控油门、线控换挡、线控制动、线控转向和线控悬架组成^[3]。但由于各子系统运作的原理与技术难度不同，其也呈现出不同的进度。

• • • 线控油门技术较为成熟，新上市产品基本全部采用线控油门技术，渗透率接近100%。纯电动汽车仅依靠电机驱动，不需要线控换挡技术，且技术发展也极为成熟^[3]。
    • 线控制动、线控转向及线控悬架则最具潜力，是技术壁垒和价值量的高地，也是线控底盘的核心技术难点和优势领域，未来成长空间广阔。
    • 线控制动中短期发展确定性最高，且自主品牌有望换道超车机会。线控悬架受限于成本问题，虽然诞生最早，但主要应用在高端车型，渗透率仍较低。线控转向技术壁垒较高，但存在线路之争，部分观点认为EPS可满足大部分汽车线控转向要求，导致SBW短期难有作为。

（二）关于汽车线控制动

　　制动系统在保障汽车的流畅操控以及安全上发挥着决定性的作用，是汽车最核心的安全部件之一。但传统制动系统无法实现主动制动以及制动压力的精确、快速控制，无法满足当前汽车智能化、电动化对制动系统的要求。与传统制动技术相比，线控制动是通过在电子控制系统中编写设计相应的程序，传递电信号给电控元件进一步实现制动力大小调节和分配,可以有效缩短制动系统的响应时间，提升乘用车的安全性和稳定性。线控制动是汽车智能化、电动化的必然趋势。

（1）技术发展趋势

　　汽车制动系统可分为驻车制动与行车制动。驻车制动指车辆静止时通过制动器锁住传动轴或车后轮，避免溜车；行车制动是指在车辆前进过程中，驾驶员通过操作制动踏板，给予车轮制动力，使车速降低或停车。

• • • 驻车制动：功能和结构较行车制动简单，国产供应商技术上与海外巨头差距较小

　　驻车制动经历了由传统的机械手刹向电子系统转变的过程。目前电子驻车系统（EPB）已成为主流方案，其将驻车指令转换为电信号，通过电子控制单元（ECU）发出指令驱动制动卡钳实现驻车。电子驻车系统搭载率已接近80%，且国产品牌，如伯特利等，在市场中已占有一席之地。

• • • 行车制动：安全需求高、行业惯性大，但线控制动是自主品牌换道超车机会

　　传统燃油车制动系统主要基于真空助力器的液压制动系统，而真空助力器需要有稳定的真空来源才能实现正常运作，汽油燃油车的发动机采用点燃式，因此在进气歧管可以产生较高的真空压力，可以为真空助力制动系统提供足够的真空来源，是液压制动在汽油车中大规模应用的基础所在（如下图）。

　　而在新能源汽车时代，汽车发动机被电机取代，系统天然就缺少了真空源，因而需要对汽车制动系统进行重新改造，以保障系统正常工作^[4]。

　　电子液压制动（EHB）保留了传统制动系统中的液压管路部分，是电子和液压相结合的产物，最典型为博世的i-booster。踏板位移和踏板力经电子传感器传导给电子ECU，然后经过直流电机等助力形式推动建立起液压，液压再分配给四个制动轮缸^[5]。EHB是当前市场上主流的线控制动方案，也是资本市场热门赛道。

　　而根据是否集成ESC、ABS 等功能，EHB又被分为“Two -box”形式和 “One-box”形式^[5]。“Two-box”指booster和ESC/ABS独立装置，能够较好地满足安全冗余的需求，是当前车型搭载的主要制动系统，除博世、大陆等国际Tier1巨头外，国内绝大部分创业公司也都集中该领域。“One-box”形式则将booster与ESC/ABS进行集成，实现更高的空间利用率以及更低的成本，但难以支持未来L3以上级别自动驾驶对安全冗余的要求，因此需要增加RBU模块作为安全冗余，目前博世、大陆、伯特利等均已开始批量出货。

　　电子机械制动（EMB）是未来发展趋势，但短期内不具备商业化基础。EMB将所有液压装置用电子机械装置代替，制动踏板传感器在接受到制动踏板指令后，将转换的电信号直接通过ECU传送给轮毂装置，实现车轮制动。EMB方案目前尚处在前期开发阶段，有众多问题没有解决，包括安全冗余、制动力不足等，因此短时间无法突破到量产水平。

（2）线控制动优势

• • • 契合汽车电动化要求

　　针对新能源汽车没有发动机，缺少真空源，因此也无法通过真空助力器完成液压管路建压的问题。线控制动能用电子助力器替代真空助力器，使新能源汽车摆脱真空源的限制。线控制动通过电机代替真空助力器进行制动液压管路建压，有效解决了这一根本性的痛点。

• • • 可满足能量回收

　　续驶里程是新能源汽车的重要性能指标。线控制动系统能够更好地支持能量回收发挥作用，能够极大地提升能量回收的效率。当驾驶员踩下制动踏板时，首先利用电机的回馈转矩实现制动，当电机的回馈力矩不足时，再让液压制动发挥作用。这样做的好处就是最大化地提高了能量回收效率，为续驶能力提供支持。

• • • 支持自动驾驶

　　L2级驾驶辅助系统已经在量产车型上得到了广泛的运用，而 L3级以上的高级别自动驾驶系统对感知层、规划层、执行层都提出更高的要求。制动系统作为重要执行部件，必须做到响应快、延迟低、精度高等。随着自动驾驶级别的提升，执行机构需要更灵敏。线控制动系统的优势在于，没有复杂的机械连接，而是由电信号传递指令，因此能够比传统制动系统提供更快的建压速度，使车辆在更短的时间内完成制动，线控制动系统能够将达到最大制动力时间限制在150ms内，大大提升自动驾驶的安全性^[4]。

（3）线控制动关键技术

　　与传统制动系统相比，线控制动系统具有无可比拟的优势，能够给汽车结构和制动性能带来根本性的变革^[5]，但是在推广应用过程中，仍有很多关键技术问题需持续研究。

• • • 踏板模拟

　　随着线控制动系统的发展，不仅要保证制动安全，而且要提高制动踏板感。因此能够直接模拟踏板感觉的制动踏板模拟器成为线控制动系统的重要组成部分。传统的制动系统，驾驶员在踩踏制动时，能够感受到真空助力器以及液压系统的反馈。踏板踩踏速度、踏板力、踏板行程以及对应压力和减速度的建立都影响制动踏板感觉。而线控制动由于踏板与执行器解耦，驾驶员无法直接感受到来自助力器和液压系统的反馈，进而影响驾驶感受和判断。因此，如何有效地模拟出传统制动系统的踏板感觉，将成为线控制动系统供应商的核心竞争力之一。

• • • 汽车动态稳定性控制

　　汽车主动安全领域的ABS，TCS以及ESC 均涉及制动系统的汽车主动安全控制系统。特别是ESC系统，目前应用极为广泛，但是其核心技术仅掌控在博世、大陆等少数零部件供应商手中，国内突破ESC匹配和量产的技术壁垒一直存在。 而国内制动系统供应商大多供应基础制动系统， 一旦主机厂开始要求集成稳定性控制的线控制动装车，传统国内制动系统供应商的生存空间就会被进一步挤压。ESC 中用于进行压力调节精度和响应速度调节的电磁阀等液压控制单元设计与生产技术，ESC 的控制技术，底盘综合控制技术以及控制器技术，ESC评价方法等都是ESC的关键所在。

• • • 能量回收技术

　　制动能量回收是决定电动汽车能效水平的关键。在传统燃油车上，当车辆制动时，摩擦产生的热能释放到大气中。而对于纯电动车或混合动力车，则可以通过制动能量回收系统转换为电能，进而储存在动力电池中，增加续驶里程。能量回收延长了汽车的续航里程，同时也减少了基础制动系统的消耗和热衰退等，增加制动器使用寿命。制动过程中需要考虑驱动轮与非驱动轮的分别控制、电池SOC的状态、回收电流和功率的实时调节、不同转速下电机回收能力、汽车行驶工况以及整车制动稳定性和制动踏板感觉。制动能量回收系统的中协调分配电制动力矩和制动力矩是关键技术之一， 控制策略的研究基本围绕这一点展开。

（三）线控制动市场格局

　　在汽车智能化和电动化双重助推下，近些年线控制动系统（主流为EHB）已得到整车厂广泛的应用，如比亚迪汉系列搭载博世IPB（One-box）方案；蔚来EC6、ES8，小鹏P7均搭载了博世iBooster2.0方案；奇瑞瑞虎8搭载伯特利WCBS（One-box）方案^[3]。

　　线控制动发展初期，国际巨头凭借其在传统制动领域的技术积淀及先发优势占据着全球绝大数市场份额^[3]，如博世、大陆、采埃孚都实现了线控制动方案的量产。而国内线控制动市场基本上由博世垄断，市占率接近90%。博世最早于2013年量产iBooster系列产品，并未保时捷、上汽大众新能源产品、特斯拉、荣威 Marvel X、理想 ONE、蔚来全系、小鹏 P7/G3 等车型进行配套^[3]。

　　国内线控制动技术研究较国外起步较晚，但国内EHB产品也紧随主流EHB产品出现在市场上。清华大学、同济大学等知名汽车高校持续致力于线控底盘的基础研究，为行业输送了大量的人才和技术^[4]，如英创汇智（核心团队来自清华大学，已研发出ABS\ESP\booster等多款多款线控底盘关键产品）；上海同驭汽车科技（核心团队均来自同济大学，EHB产品已批量供应合众、零跑等，是我国智能驾驶关键零部件领域的新锐企业之一）。此外，由于线控制动市场的持续火爆，多家创业公司均获得了大量投资，如拿森电子、海之博、利氪科技（成立1年获得投资机构近2亿元的投资）。

　　虽然我国线控制动产品技术水平或有一定差距，但是却展现出国内线控制动技术不断追赶的态势。其中伯特利、同驭汽车、拿森电子、英创汇智等国内厂商已开始批量供货，伯特利更是成为国内首个实现One-box产品量产的企业，相信未来发展前景可期。

写在最后：

　　汽车制动系统作为汽车核心安全件，对安全需求高、行业惯性大，使得国产替代难度巨大。在传统制动系统下，中国自主品牌无力撼动博世、大陆等海外巨头的强势地位。当下，随着汽车电动化和智能化的推进，车辆制动系统正在发生着深刻的变革，线控制动成为发展的必然趋势，并开始批量应用在新能源汽车领域。

　　在线控制动领域，国内自主品牌技术水平已逐步接近博世等海外巨头，并开始在一些自主品牌汽车上市实现量产。同时，我国作为世界第一大汽车市场，也有培育自主产业链的强大基础，可以为线控底盘零部件企业提供巨大的发展基础，相信这将是中国汽车零部件企业换道超车的好时机。

参考文献：

[1]《图解汽车结构与原理》;

[2]汽车线控底盘研究：智能竞赛的关键领域，本土厂商迎来发展良机;

[3]线控制动技术现状及趋势综述;

[4]线控底盘赛道，自主发展正当时;

[5]线控制动为何是未来汽车的标配？

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作者｜李仲庆 正海资本投资总监
　　同济大学经济学学士、同济大学MBA，十年以上私募股权投资经验，擅长制定企业战略、商业模式创新。 主导或参与的项目包括伯特利、快友世纪、柯林布瑞、京颐股份、泓济环保、西恩科技、国惠环保、易触科技、云购物联以及同驭汽车等20多个项目的投资。重点关注汽车产业、绿色产业投资机构。