EMB线控制动技术与市场分析


EMB线控制动技术与市场分析


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在传统燃油车时代,真空助力器是制动系统增压助力的主流方案。传统真空助力制动系统由三个部分构成:输入单元(踏板)、助力单元(真空助力器)和执行单元(车轮制动器)。其中,真空助力器扮演关键角色——其助力推杆与踏板机械连接,真空单向阀接至发动机进气歧管(作为真空源),制动主缸推杆则与主缸活塞相连。当驾驶员踩下制动踏板时,助力推杆推动助力器活塞运动,使前后气室形成压差从而产生助力;随后制动主缸推杆推动主缸内活塞,产生液压压力,将储液罐中的制动液送入前后制动油缸,推动制动活塞,进而驱动制动钳或制动蹄对制动盘施加压力,最终完成车辆制动。真空助力器的真空源依赖内燃机进气歧管的负压,一旦内燃机停止工作,助力便无法实现。此外,该结构不仅复杂、体积和重量偏大,响应也较慢,难以实现制动压力的快速、精准控制,也无法满足汽车底盘智能化的发展方向,预计未来将逐步被淘汰。

来源:网络

在新能源汽车发展初期,行业采用电动真空泵来替代内燃机提供真空源。不过,电子真空泵存在噪音大、寿命短等先天不足,最终未能被大规模沿用下来。进入智能汽车时代,采用电动助力器的线控制动系统(BBW,Brake-by-Wire System)更加契合未来智能底盘的技术走向。随着技术进步以及人们对车辆操控性和安全性要求的不断提高,驻车制动系统已从机械制动向电子驻车制动(EPB)演进;行车制动系统则从传统的液压、气压制动,发展为液压/气压与电子融合的系统,并逐步向更先进的线控制动方案——电子液压制动系统(EHB,Electro-Hydraulic Brake System)和电子机械制动系统(EMB,Electro-Mechanical Brake System)升级。特别是近二十年来,防抱死系统(ABS)、电子稳定控制系统(ESC)和自动紧急制动系统(AEBS)等得到快速普及。与此同时,汽车高级驾驶辅助系统(ADAS)的不断发展,对智能底盘和制动系统提出了更高要求,结构更简单、响应更快、能够融合能量回收与智能驾驶的线控制动系统因而迎来了快速发展期。从目前看,EHB和EMB这两条线控制动技术路线有望在智能汽车时代并行发展。

来源:架桥资本

EHB凭借成熟的液压冗余体系,目前占据主流市场,而带制动冗余的one‑box方案有望加速普及。EHB可分为two‑box和one‑box两种方案。Two‑box技术成熟,是目前市场的主流,iBooster和ESC相互独立,需要两套ESC系统,因而具备制动冗余。One‑box则将iBooster与ESC集成于一体,集成度高、体积和重量更小、只需一套ECU,在性能和成本方面具有优势,但对ESC技术和经验积累有较高要求,控制逻辑也更复杂。博世的IPB(Integrated Power Brake)是当前较为领先的one‑box方案产品,搭配RBU(Redundant Brake Unit)系统后可实现冗余功能,适用于高级别自动驾驶。目前,国内外供应商如博世、大陆(Continental)、采埃孚(ZF)、伯特利和亚太股份等均在加快布局one‑box方案,其市场份额有望进一步提升。

来源:佐思汽车

EMB的彻底电子化架构更适合未来智能网联汽车的制动需求,堪称最终解决方案,性能更高且规模化量产后成本更低。EHB由于存在复杂的液压管路和零部件,区域融合难度较大;而EMB的执行机构与制动踏板之间没有机械或液压连接,取消了iBooster、制动主缸、液压管路等部件,将电机直接集成在制动器上,通过传动装置直接驱动制动钳实现制动,是真正意义上的全线控制动,能够实现软硬件解耦以及区域/中央集中控制融合。同时,EMB具备制动响应快(≤100ms)、效率高、系统重量轻、占用空间小等优点,能够满足ADAS对快速、精准制动的需求,更好地支持车辆智能化控制。从成本看,EMB在第一阶段的BOM成本已可与当前EHB持平;与不带制动冗余的one‑box系统相比略贵,但与带冗余的one‑box系统基本相当(高级别智能驾驶要求制动系统带冗余),未来大规模量产后成本将进一步降低。

来源:联储证券

不过,EMB的大规模量产仍面临诸多挑战,技术难度高、商业应用难度大。EMB需要在高温、高振动、涉水等复杂工况下长时间稳定运行,承受强烈的物理干扰和电磁干扰,对制动电机及整个系统的容错性和可靠性提出了极高要求。例如在长下坡工况中,系统必须经受制动盘高达600℃的长时间热冲击,需要妥善解决散热问题,避免制动力热衰退;同时要通过双电源、双芯片等冗余设计来应对电子失效风险,并经历长周期的可靠性验证。此外,未来EMB还需与域控制器和ADAS深度融合,软件开发难度大、可靠性要求高。

在乘用车领域,混合线控制动方案(EHB+EMB)可能是初期相对容易落地的路径。由于EMB对应的底盘开发与设计难度较高,且制动系统功能安全等级要求严格,开发成本高、验证周期长,目前市场上尚无成熟的量产应用。为平衡难度与进度,部分车企和零部件厂商采用了折中的混合方案,例如奥迪的EHCB(Electric Hydraulic Combi Brake)系统,采用“真空助力器+电子真空泵+后轮EMB”的组合,前轮保留传统制动系统,后轮应用EMB,不仅减少了从前舱延伸到后轮的复杂液压管路,也弥补了电子真空泵可靠性不足的问题。布雷博(Brembo)的智能制动系统SENSIFY也采用类似思路,前轮为EHB、后轮为EMB,配备两套ECU,分别控制前后执行器并互为制动备份。

来源:Audi

商用车由于载重大、能耗高,对制动性能、安全性和经济效益的要求更为迫切。传统商用车气制动系统零部件数量多、结构复杂,存在响应延迟和能耗高等问题,尤其在湿滑或复杂路面上制动距离明显延长,车身稳定性也难以控制。相比之下,EMB无需复杂的气动管路,零部件数量减少70%以上,重量减轻80‑100kg,可节省大量底盘空间;其响应速度≤100ms(气压系统>400ms),能缩短10%以上的紧急制动距离,系统整体效率较高,能耗仅为传统气制动系统的40%左右;同时还可集成ABS、ESC和TCS等安全功能,进一步提高车辆安全性。因此,未来商用车采用性能更优的EMB,可实现更好的操稳性和安全性。

来源:恒创智行

商用车在空间和底盘设计方面也具有天然优势。相比乘用车,商用车的轮边空间更大(常见22.5英寸以上),能够容纳高功率永磁电机和散热模块,从而解决EMB的两大核心痛点——电机散热与磁体耐高温问题;并且商用车底盘结构相对简单,整车布置和设计余量较大,更容易完成EMB执行机构的选型与布置。

在智能网联汽车快速发展的宏观趋势下,无人物流车/快递车、无人矿卡、无人短驳车、Robotaxi等新业态的兴起,为EMB的上车应用提供了更加丰富的场景。预计部分企业的EMB产品有望在2025年完成上车试验,并于2026年开始实现装车。我们预测,2026年相关法规落地后,EMB将进入小规模量产阶段,渗透率有望达到1%,以2026年单车价值约4000元计算,当年市场规模约为14.17亿元;预计从2028年开始,随着技术不断成熟以及关键零部件国产化率提升,在EMB产业链形成一定规模后(渗透率超过5%),产品价格将逐步降低;到2030年,EMB的应用范围将进一步扩大(渗透率15%),国内市场规模有望突破115亿元,2026‑2030年复合年增长率超过70%。

来源:中汽协

目前,EMB技术在全球范围内尚未实现大规模应用,正处于从实车试验验证向量产过渡的阶段,国内外众多厂商正加速布局,积极推进商业化落地。在国内市场,随着法规逐步放开、供应链持续升级,本土企业凭借开放合作、成本优势和快速的迭代能力,有望抓住弯道超车的绝佳机遇,打破EHB时代国外厂商的垄断地位,实现国产替代。

1)国际传统制动系统厂商:包括博世(Bosch)、大陆(Continental)、采埃孚(ZF)、布雷博(Brembo)等。这些企业在线控制动系统领域起步较早,长期垄断EHB高端市场,同时在EMB的研发和试验方面布局较早,综合竞争力较强。

2)国内传统汽车底盘厂商:包括伯特利、亚太股份、弗迪科技、京西集团等。部分企业已完成各类试验验证,具备上车条件。例如,伯特利的EMB四轮首样已于2023年8月完成制作,并进行了冬季试验验证。

3)国内初创公司:包括坐标系、华申瑞利、千顾科技等。有些已实现首样开发并完成上车试验。例如,坐标系的EMB产品已获得多家国内一线整车厂的联合开发订单,并完成了相关车型的全套EMB系统联合冬测,计划于2025年底正式量产装车(风行星海V9)。

EMB商业化产品的量产节点普遍瞄准在2025‑2026年。多家头部企业已明确EMB产品化路径并启动量产筹备工作,加快EMB系统的样车测试、产线建设与主机厂导入。例如:博世新一代EMB已获得三家中国主机厂订单,计划于2025年第四季度量产;伯特利计划投资年产60万套EMB研发及产业化项目,计划于2025年下半年小批量生产,2026年上半年正式量产;坐标系EMB产品覆盖25kN、35kN、45kN、65kN夹紧力,并已完成定价——全系任意车型配置成本仅为3488元,计划于2025年底正式量产;炯熠电子完成了全国产化芯片EMB的冬季测试,获得头部主机厂量产定点,计划于2025年下半年量产,并已完成年产15万套EMB量产生产线的准备;华申瑞利正推进多个头部主机厂量产定点,计划于2026年第三季度量产;千顾科技已推出A样硬件和开发平台,计划于2026年第四季度实现量产。

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