汽车制动系统功能、分类、发展历程及技术趋势分析

汽车电动智能化浪潮盛，制动线控化趋势明显。

1.汽车制动两大类型：行车制动和驻车制动

汽车制动系统是汽车安全行驶的必要技术保障。汽车制动是确保车辆安全行驶的关键环 节，涉及在行驶过程中根据需要减速或完全停止车辆的能力，这一功能主要依赖于汽车制动 系统的有效性和可靠性。制动系统由供能装置、控制装置、传动装置和制动器组成，在制动 时，与车身或车架相连的非旋转元件和与车轮或传动轴相连的旋转元件之间产生相互摩擦， 阻止车轮的转动或转动的趋势，以达到制动效果，保证行驶安全。

行车制动和驻车制动为汽车制动系统的两大类型。汽车制动系统根据功能的不同分为四 种类型。①行车制动：被用来减缓汽车行驶中的速度或使其停止；②驻车制动：用以确保已 停止的汽车驻留原地不动；③应急制动：在行车制动失效的情况下，保证汽车仍能实现减速 或停车；④辅助制动：在行车过程中降低车速或保持车速稳定，但不能将车辆紧急制停。其 中，行车制动和驻车制动为每辆车必备的制动系统。 行车制动从纯机械制动向线控制动发展。行车制动早期是通过人力直接作用于制动器实 现机械制动，20 世纪 20 年代液压制动的出现是制动系统发展的重要里程碑。在此之后，制 动力源的改进产生了伺服制动系统和动力制动系统。随着制动防抱死系统（ABS）、牵引力 控制系统（TCS）、电子稳定控制系统（ESC）等电子技术的出现，行车制动发展为成熟的 电液制动系统。线控制动则是在此基础上进一步深化电气化程度的产物，目前在新能源汽车 领域得到了广泛应用，不同于传统制动系统使用刚性连接或液压连接，它允许通过电子信号 来控制制动过程。

驻车制动从传统机械式制动逐渐发展为电子驻车系统（EPB）。传统机械式驻车系统通 过操纵杆、拉绳等机械结构，手动控制使轮端制动器起到驻车作用。电子驻车系统（EPB） 具有省力、反应时间快、制动距离短的特点，普及度逐渐提高。根据华经产业研究院信息， 2015 年前，EPB 主要应用于豪华及少数高端车型；2016-2020 年间，随着技术成熟与成本 降低，其搭载率稳步上升，至 2020 年已接近 20%-30%；至 2023 年，中国 EPB 前装搭载率已高达 90%。EPB 分为拉索式、独立式和集成式，其中拉索式 EPB 因留了过多传统驻车 系统部件，存在效率低、响应慢等问题，逐渐被淘汰；集成式 EPB 相较于独立式 EPB，取 消了独立的 ECU 单元，直接将驻车功能融入 ESC 模块，不仅简化了系统线束布局与零部件 数量，还增强了 EPB 与 ESC 系统间的协同，从而有效降低了整体系统的复杂性和潜在的失 效风险，因此，凭借便于驾驶员操作、便于车辆制造商进行布置与设计、安全可靠等亮点， 逐渐成为了市场主流，典型产品包括博世 APB-Mi 系列、大陆 MK100 IPB 系列等。

2.线控制动结构精简、响应快、能量回收效率高，应用前景广阔

汽车智能化驱动底部执行层线控化发展，线控制动为主要技术难点之一。汽车智驾由感 知系统、决策系统、执行系统组成，分别对应前端感知层、中央决策层、底部执行层。（1） 感知系统：由激光雷达、摄像头、毫米波雷达等传感器组成，负责为决策系统收集车辆环境 信息；（2）决策系统：由计算平台、智驾算法、芯片等组成，根据感知系统传输回来的信 息，制定出适合的控制策略；（3）执行系统：由动力总成、转向制动部件等组成，依据决 策系统的结果对车辆执行指令，反馈控制。由于传统的执行系统难以满足汽车智能驾驶对执 行层响应速度、结构优化、能量回收等方面的要求，线控化已成为汽车执行系统发展的明显 趋势，而线控制动则是其中最为关键、最难以攻克的技术环节之一。

线控制动系统支撑智能驾驶功能的实现，相较传统制动系统有三大优势。在自动驾驶的 复杂场景中，无论是纵向的车速与距离调控，还是横向的精准转向控制，制动控制在控制流 程中均扮演着重要的角色。从 L2 级别的 ACC/AEB/LKA 等智能驾驶辅助到 L3 级别的高速 自动驾驶（HWP）/交通拥堵自动驾驶（TJP）等功能，均需要在线控制动系统的基础上实现。 相较于传统制动系统，线控制动系统有三大优势：

优势一：线控制动摆脱了对真空助力器的依赖，结构更紧凑、制动性能更稳定可靠，更 适配电动车。传统液压制动系统广泛依赖于真空助力器来实现制动力的传输与放大，由自然 吸气发动机为其提供稳定的真空源。纯电因无发动机作为天然真空源，需要加装电子真空泵 来提供真空源，然而，在高原等低气压环境下，电子真空泵的耐久性可能难以满足整车寿命 要求，进而削弱制动性能的稳定性和可靠性。相比于传统液压制动系统，线控制动系统中的 液压线控制动系统（EHB）方案取消了真空助力器，不仅消除了制动输出对真空度的依赖， 并且还实现了系统组件的精简，有效节省了车辆的布置空间，并降低了制动过程中的噪音。

优势二：线控制动系统具有高集成、轻量化、响应快的特征，更契合智能驾驶的需求。 在智能驾驶中，制动系统需要及时、精准地执行智驾控制器发出的制动指令，而传统制动系 统受限于机械结构和控制逻辑，难以满足智能汽车对自主制动、制动反应时间和制动距离的 要求。相较之下，线控制动系统以其高集成化设计、轻量化优势、更快的制动反应速度以及 支持紧急自主制动等特征，成为电动智能汽车更理想的选择。具体来看，线控制动系统的主 动制动响应速度能够缩短至 100 毫秒以内，响应速度显著优于传统液压制动系统（响应时间 约 400-600 毫秒），极大地提升了制动系统的敏捷性和安全性。此外，线控制动系统的电控 化特征为其与智驾系统的深度集成提供了可能性，通过电子控制单元（ECU）的精确调控， 线控制动系统能够无缝对接智驾系统的指令，大幅降低响应延迟或制动力分配不均的风险， 进一步提升驾乘体验。

优势三：线控制动踏板与制动力解耦，能量回收更高效、更节能。续航不足是阻碍新能 源车推广的重要原因，因此，优化车辆在行驶过程中的能量利用效率是新能源车研发领域的 核心议题。线控制动通过踏板感觉模拟器和电控单元，实现了制动踏板与制动轮缸压力的完 全解耦，从而使新能源车在行驶过程中能够执行更为高效的协调式能量回收策略。比如，大 陆集团推出的 MK C2 线控制动系统，能够实现 100%的制动能量回收效率，有效延长了车 辆续航里程并节省了能源。