电控液压制动系统技术原理及分类优缺点分析

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根据技术路线的不同，电控液压制动系统可分为三大类：传统电控液压制动系统(第一代)、电控真空助力系统(EVP)和机电伺服液压助力系统(第二代)。

传统电控液压制动系统

在正常工况下，传统的电液制动系统需要制动时，驾驶员踩下制动踏板。制动踏板位移后，踏板传感器将其转换为电信号，并发送给电子控制单元(ECU)。通过分析判断，调整蓄能器或电磁阀产生的制动压力。同时，ECU接收并处理来自ABS/ASR/ESP的车辆动态数据，并向相应的控制单元发出控制信号，实现最优控制。如果系统出现故障，ECU将切换到紧急制动模式，制动踏板力的液压管路将与紧急制动管路连通，踏板力将通过液压管路加载到制动器上(见图1)。

电子控制真空增压系统

当真空助力器得不到真空或真空不足时(在高海拔、低温、节油发动机、柴油机、新能源汽车等。).)，会导致制动系统不良。电动真空助力系统可以通过真空传感器和大气压力传感器监测助力器内的真空变化，通过逻辑判断真空助力泵的工作时机，从而为制动系统提供合适的辅助动力，保证其在各种工况下都能为驾驶员提供足够的制动力效果(见图2)。

机电伺服动力系统

机电伺服系统以Bosch公司的iboster为代表，工作原理类似于传统的真空助力器。正常工作时，驾驶员踩下制动踏板，集成在iBooster中的踏板行程传感器检测到位移信号，并发送给电子控制单元。控制单元计算出电机所需的扭矩，然后通过两级齿轮装置将扭矩转化为助力阀体的伺服制动力。助力器阀体的输出力和助力器输入杆的输入力共同转化为制动总泵中的制动液压力(见图3)。

IBooster采用双重安全失效模式。第一种安全故障模式考虑了两种故障情况。如果车辆电源无法满负荷运行，iBooster会使用节能模式运行真空增压泵，为制动系统提供合适的辅助动力，以保证其在各种工况下都能为驾驶者提供充足的制动动力(见图2)。

机电伺服动力系统

机电伺服系统以Bosch公司的iboster为代表，工作原理类似于传统的真空助力器。正常工作时，驾驶员踩下制动踏板，集成在iBooster中的踏板行程传感器检测到位移信号，并发送给电子控制单元。控制单元计算出电机所需的扭矩，然后通过两级齿轮装置将扭矩转化为助力阀体的伺服制动力。助力器阀体的输出力和助力器输入杆的输入力共同转化为制动总泵中的制动液压力(见图3)。

IBooster采用双重安全失效模式。第一种安全故障模式考虑了两种故障情况。如果板载电源不能满负荷运行，iBooster将工作在节能模式。

为了避免给车辆电气系统增加不必要的负载，防止车辆电源出现故障；如果iBooster出现故障，ESP系统将接管并提供制动辅助。在上述两种情况下，制动系统在200 N的踏板力下可以提供0.4 g的减速度，在第二种安全故障模式下，即车载电源出现故障时(即断电模式)，可以作为备用：驾驶员可以在没有制动辅助的情况下，通过纯液压模式对四个车轮施加制动力，使车辆安全停车，满足所有法律要求(见图4)。

集成液压系统

集成液压系统以天河公司的集成制动系统(IBC)为代表。其工作原理与iBooster产品类似，但集成性更强。集成单元取代了低真空或非真空系统所需的大量独立组件，包括电子稳定系统(ESC)、真空助力器和相关电缆、传感器、开关、电子控制器、真空泵等。该系统的核心是由超高速无刷电机驱动的执行机构，由旋转编码器进行监控，编码器向中央电子控制单元(ecu)提供电机转速、速度和位置等数据。此外，高性能电机还可以为系统提供esc、abs、aeb等辅助制动功能。同时集成了独立的液压回路，将驾驶员的制动意图传达给系统。IBC只有一个单一的安全故障模式：当IBC发生故障时，没有制动辅助的液压模式直接提供制动力。

电子控制制动系统技术产品的技术比较

传统的电液制动系统、电子真空动力系统和电液动力系统技术路线不同，制动控制方式也不同，各有优缺点。传统的电液制动系统出现较早，但结构复杂，技术难度大，可靠性有待提高，所以只在部分高端车型和少数日系车上使用。

电控真空助力器系统结构简单，成本低廉，是目前市场上最主流的电控真空制动系统解决方案。电子助力系统是近年来引进并逐步完善的制动系统。制动效率高，可集成多种制动辅助功能，可用于新能源汽车能量回收最大化。有望成为未来主流的电子液压制动系统。表1总结了几种电动液压制动系统的技术特点和优缺点。

根据技术策略的不同，电子制动系统可分为以博世iBooster为代表的机电伺服动力系统和以天合IBC为代表的集成液压制动系统。

两种系统在开发成本、使用成本、功耗、可靠性等方面各有优劣。

目前普遍认为，博世iBooster系统因其冗余备份功能、双故障安全模式、工作更可靠而受到大众等汽车厂商的青睐。

天合光能的IBC系统具有集成度高、体积小、重量轻、易于布置、使用成本低等优点。目前天合也在致力于IBC产品的可靠性优化，预计会有很好的市场应用前景。3另外，由于定点采购等非技术原因，iBooster主要匹配欧洲厂商的车型，如大众、宝马等，IBC主要匹配北美厂商，如通用汽车等。

目前，中国市场还没有与之匹配的汽车，但由于新能源汽车的大力推广，对其需求很大。预计这两个系统在中国有很好的应用前景。

两种技术策略的比较如表2所示。

对于传统汽车，各种节能环保技术，比如缸内直喷技术，启停技术，发动机小型化等等。被逐渐应用，这将导致发动机真空的降低；对于柴油车，柴油机没有节气门体，所以进气歧管没有足够的真空。此外，在一些特殊情况下，如发动机突然熄火、冬季冷启动、高空驾驶等。真空度会受到影响。真空不足会影响真空助力器的工作。未能提供足够的制动助力器喷射技术、启停技术、发动机小型化等。会逐渐开始被使用，导致发动机真空降低。对于柴油车，柴油机没有节气门体，所以进气歧管没有足够的真空。此外，在一些特殊情况下，如发动机突然熄火、冬季冷启动、高空驾驶等。真空度会受到影响。真空不足会影响真空助力器的工作，不能提供足够的制动助力。

对于新能源汽车，由于没有配备发动机(纯电动汽车)或者不能提供足够的真空(混合动力汽车)，所以需要g

通过对电液制动系统不同技术路线的技术比较和市场应用分析，可以预见电液助力系统将是未来汽车制动系统的发展趋势。随着技术的发展、成本的优化以及制动、安全、能耗等相关法规的推动，这些系统有望大规模普及。如何保证电控系统的可靠性和安全性是下一步的工作。另外，整车和零部件厂商的协同开发和匹配也是这个系统能不能快。