智能底盘技术(18) One-box线控制动系统在辅助驾驶和自动驾驶中的应用

　　根据制动执行机构的不同，线控制动系统可以分为液压式线控制动系统（Electro-Hydraulic Brake, EHB）和机械式线控制动系统（Electro-Mechanical Brake, EMB）。其中，EMB是未来的发展方向，但是当前还存在这很多挑战，尚未量产。EHB 以传统的液压制动系统为基础，用电子器件替代了部分机械部件的功能，是目前的主流的线控制动技术方案。进一步地，根据集成度的不同，EHB 可以分为Two-box 和One-box 两种技术方案。

　　前几期文章对Two-box 和One-box 两种技术方案分别做了深入的讨论，本文对两种技术方案的市场表现以及主流的供应商进行梳理，从中也浅窥线控制动的市场发展趋势。

　　一方面，线控制动产品解决了新能源汽车缺乏真空源的痛点，并且通过电机对车轮实现制动能量回收，提升续航里程。因此线控制动产品在新能源车型中的渗透率高于传统燃油车，线控制动行业将长期受益新能源汽车的销量和渗透率增长。目前全球新能源市场规模越来越大，国内新能源汽车渗透率持续提升，未来增长空间广阔。新能源汽车销量从2016年的50.70 万辆上升到2022年的688. 70万辆。新能源汽车渗透率从2016 年的1.81%上升至2022年的25.60%，提升率惊人。

　　另一方面，由于线控制动不依赖制动踏板与助力机构之间的机械连接，可实现底盘与车身之间的解耦，可更好地适配L3级别以上智能驾驶的技术方案。线控制动系统作为“感知-决策-执行”环节中执行的核心模块，随着L3 及以上智能驾驶的渗透率不断提升，线控制动市场规模将获得更大的发展机会。

　　目前，线控制动尚处于发展早期阶段，总体渗透率还比较低，但是整体呈现上升趋势。根据佐思数据中心统计，2019年国内乘用车的线%。由于国内电动汽车销量的快速增长，2022年前五月线%。线控制动随着电动智能化趋势发展，逐渐得到市场广泛认可，将加速渗透。

　　信达证券基于以下假设对线控制动的国内市场做了预测，预计2025年该市场有望达到近200亿元。

　　1.预计2025年电动汽车销量达1152万辆，年复合增速为34%，燃油车销量随新能源汽车的渗透率提高而下滑，2025 年销量为1510万辆；

　　2.2021年电动车和燃油车的线控制动产品渗透率分别为30%和5%，预计2025年分别达到90%和17%，综合渗透率则由2021年的8.6%提升至2025 年的48%；

　　3.预计2021年线控制动产品的单套价格为2000元，此后随着成本的降低逐渐下探，2025年单套价格为1500元。

　　行车制动的发展路线经历了“纯机械制动-液压制动-电控制动-线控制动”四个阶段。与传统液压制动系统相比，线控制动系统摆脱对真空助力的依赖，并具有响应时间短、体积小、重量轻、可扩展性强等优点。根据制动执行机构的不同，线控制动拥有两条技术路线：

　　EMB用四个由电机驱动的轮端卡钳取代了主缸液压系统，真正实现了 “完全线控”，由于制动执行单元的显著差别，业界称EHB为“湿式（Wet）”线控制动，EMB则为“干式（dry）”线控。

　　EMB系统在保留EHB系统的优势的同时，进一步释放了制动系统零部件的布置自由度，于此同时，四个轮端电机和卡钳取代相对复杂的液压系统也简化了整车装配和后期维护的流程和成本。于此同时，EMB 实现完全电子化，可以更好地和汽车其他电控系统整合，更能贴合汽车行业电动智能化趋势。

　　但是，虽然EMB技术相较于EHB液压线控技术有很多的优点，但是高度线控化也对EMB的可靠性提出了更高的要求，EMB依然存在不少技术难点需要攻克，比如：

　　在这些难点得到攻克以前，EMB不会实现量产，目前各个企业都处于预研阶段。因此站在2023年的时间点，笔者做出以下结论：

　　EMB是未来行车线控制动的发展方向，但是EHB在未来5-10年仍是主流的线控制动方案。

　　而EHB系统根据是否与稳定性控制功能ABS/VDC集成而分为One-box方案与Two-box方案。目前主流的Two-box方案为“eBooster+ ESC”组合，eBooster和ESC分别实现基础制动功能和稳定性功能。ESC和eBooster在车上共用一套液压系统，相比传统的真空助力器，两者协调工作，能够精准高效地支持驾驶员或智能驾驶系统的制动请求。One-box方案中驾驶员的踏板力不作用于主缸，踏板感通过模拟器实现，而制动力由伺服电机实现，因此踏板感调节的自由度更大。而且在智能驾驶系统控制的过程中，One-box在提供制动力的同时不引起制动踏板的动作，实现了真正的解耦。

　　就目前市场表现来看，当前，线控制动市场应用的主流为Two-box 技术方案，但是因为自动驾驶落地的进程缓慢，自动驾驶系统的装车辆有限，使得Two-box的优势并不明显，One-box 有望成为下一阶段的EHB主流技术。根据佐思汽车研究统计，2021年One-Box 和Two-Box 方案市占率分别为20.5%和76.6%，而根据2022年前五个月的数据，二者市场占率分别为34.6%和62.8%，可见One-Box 方案的渗透率不断提升，且在未来几年将维持这一趋势。

　　线控制动仍处于发展初期阶段，海外头部Tier1巨头如博世、大陆、采埃等凭借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。目前博世、大陆、采埃孚都实现了 EHB 方案的量产。其中，博世的表现最为亮眼。

　　博世率先自研布局线控制动，占据领先的市场地位，主要产品为Two-box 技术路线的iBooster+ESP 和One-Box 技术路线的IPB，其中iBooster+ESP 产品推出时间最早，目前应用最广，已经为保时捷、上汽大众新能源产品、特斯拉全系、理想 ONE 、领克 01/03 、极氪001、蔚来全系、小鹏 P7/G3 等车型广泛配套。IPB 产品2021年开始进入中国市场，率先配套比亚迪汉，目前以获得大量订单。

　　据统计，2022 年全球线控制动系统份额有超过半数被博世占据。而在国内市场，凭借可靠的质量与良好的口碑，博世线控制动系统几乎占据垄断地位。

　　其他几家巨头比如大陆One-box方案的MK C1线控制动产品目前主要面向欧洲市场，2020年底逐步开始面向中国市场，市场占有率在逐步提升；采埃孚通过并购天合和威伯科，获取乘用车、商用车线 年底其乘用车线控制动产品IBC并开始量产，一开始主要面向欧美市场，从2022年开始可以明显感到采埃孚正在发力中国市场，势头不容小觑。

　　另一方面，我们也可以看到自主品牌正在发力，伯特利、弗迪科技(比亚迪)、同驭科技、英创汇智、拿森电子等企业正在蓄力突围，逐步实现线控制动产品量产。

　　在当前的特殊机遇下，国内线控制动供应商的市场份额也在逐步提升。国产供应商份额提升的驱动因素主要可概况为以下几点：

　　1.疫情导致的行业“缺芯”促使自主主机厂纷纷选择保供能力更强的国产供应商；

　　2.自主主机厂市场份额逐渐提升，从产业链自主可控的角度出发更多选择国产供应商，带动国产供应商市场份额提升；

　　作为一名底盘工程师，笔者对自主品牌在线控制动市场取得的成绩感到惊喜万分，并对在这一成绩背后默默付出的工程师和企业家表达由衷地祝福。制动关乎安全，希望自主品牌抓住当前难得的市场机遇，继续推出安全可靠的线控制动产品，早日实现对外企的突围。

　　焉知智能汽车持续关注智能底盘的进化，同时致力于打造系列文章将涵盖智能底盘的所有领域，推出《智能底盘技术系列文章》，对底盘系统的技术方案及发展趋势进行深入的探讨。基于这一定位，系列文章将围绕以下框架展开深入的研究。

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