EMB是线控制动终极解决方案
行车制动涉及运行安全、技术要求高,从液压制动向线控制动演进,实现了响应速度、安全稳定性、以及驾驶体验等面的提升,本质上是顺应着汽车电动化和智能化的发展趋势。
燃油车时代,借助发动机为真空助力器提供动力的液压制动系统占据主导地位,博世、万都、大陆、采埃孚等海外玩家垄断市场。
随技术发展、新能源车不断渗透,制动系统电子化程度逐步提升,2013年,博世推出 iBooster一代,是第一款量产商用的TWO-BOX-EHB系统,完美适配电动车的制动需求,随后应用于大众全系电车,2017年,大陆集团正式量产MK C1 ONE-BOX-EHB系统,是首款商用ONE-BOX-EHB系统,同年获得阿尔法罗密欧 Giulia 订单,打破博世垄断,开启 ONE-BOX 百花齐放时代,国内Tier 1也崭露头角,包括伯特利、弗迪科技、长城精工、同驭等企业陆续入局。
在新能源汽车智能化浪潮驱动下,主机厂对于制动系统的响应速度、安全稳定性、以及驾驶体验提出了更高的要求,EMB消除了液压驱动,实现完全电子控制,结构设计最为精简,是公认的线控制动终极解决方案,国内外主机厂纷纷布局,处于商业化爆发前期,竞争格局未定。
EMB在消费者端的价值创造:提升驾驶体验、安全性以及经济性。
驾驶体验:EMB相较于EHB将制动响应时间从150-180ms缩短至80-100ms,制动响应速度快,操纵更加灵活;EMB基于轮边电机的制动过程更平顺,减少顿挫感;EMB的电机远离座舱,消除电磁阀噪音,驾驶环境更安静;EMB与自动驾驶和域控架构更适配,更易实现丰富的智能驾驶体验。
安全性:EMB响应速度快的特性,与AEB系统更加适配,缩短紧急情况的刹车距离;发动机舱无液压制动零部件,EMB能够有效提高碰撞下安全性;EMB具备分布式的制动力控制,能够实现单轮抱死动力分配脱困;EMB机电系统结构下,故障预测和诊断更便捷。
经济性:EMB相较于EHB将残余力矩从1 N·m降为0 N·m,有效减少拖滞,同时能量回收减速度可以提升40%,有效提升续航能力,制动性能衰减速度慢;EMB移除所有液压系统零部件,降低车辆维护和保养成本。
EMB在主机厂端的价值创造:软硬件解耦,提升自主性并降低组装和制造成本。
产品开发:EMB通过软件调整夹紧力大小,执行机构标准化程度提升,有效降低硬件系统规格数量;EMB天然具备软硬件完全解耦的架构,与主机厂软件定义汽车的趋势相符合,便于开发丰富个性化驾驶体验,长期来看,软件可收费或视为增值服务,形成品牌差异化优势,也是高阶智驾开发刚需。
软件自控:EMB能够摆脱国外厂商占据绝对领先优势的液压控制技术,制动控制算法融入域控才能发挥最大功效,主机厂有更大几率将核心软件能力掌握在自身,打破EHB时代供应商黑盒交付的高成本。
经济性:EMB作为创新方案和差异化卖点促进整车销量提升;EMB是VMC融合基础,未来能够有效减少整车控制器数量;EMB无需Ebooster和液压管路,减少工艺、产线HC投入,缩短装配时间;EMB轮边执行器对应的零部件标准化程度高,上游零部件国内市场成熟,不涉及阀等海外占据优势的产品,保证供应链安全,且具备成本优势。
EMB市场存在巨大的机遇
EMB相关的法律法规和行业标准即将颁布,国内外主机厂积极布局;EMB商业化预计2026年落地,至2030年,预计中国EMB市场将突破280亿元。
海外标准制定:2023年,欧洲ECE R13/R13H关于EMB的修订版标准开始撰写,24年上半年已完成草稿版,将在24年提交审议并于2025年正式发布,届时四轮干式EMB上路不是阻碍;美国FMVSS第127号要求到2029年9月将自动紧急制动 (AEB)(包括行人 AEB)作为所有乘用车、SUV 和轻型卡车的标准配置,EMB由于响应速度更快缩短刹车距离,天然适配AEB方案,能够提升AEB方案成熟度。
国内标准制定:2023年中国汽车工程学会发布《电动汽车智能底盘技术路线图》,我国2025年应完成乘用车EMB系统样件的集成优化、台架验证,完成系统技术预研,电制动动力学控制、状态估计、传感等部分算法集成到域控;我国2030年完成EMB批量应用,算法集成到域控或中央控制,实现软硬分离;2024年年初,由中汽协会标准法规工作委员会汽车制动系统专业委员会主导的“EMB乘用车团体标准启动会议”,对《乘用车电子机械制动卡钳总成性能要求及台架试验方法》与《乘用车电子机械制动卡钳总成耐久性能要求及台架试验方法》两项标准开展探讨,并计划于年内发布;2024年4月,中汽研中国汽车标准化研究院也组织行业开展线控制动标准的沟通会;预计国内相关标准将在2026年正式发布。
主机厂布局:特斯拉作为汽车新架构和新技术探索的先驱者,将于2025年前后全面推动EMB上车,正在定点供应商,除特斯拉之外,通用、福特、宝马等国外车厂针对EMB也有明确推进计划;国内市场,包括小米、蔚来、理想、小鹏等新势力,长城、奇瑞、长安、广汽等传统车企纷纷跟进EMB技术的开发落地,预计2026年会成为中国EMB批量上车的元年。
市场规模:随新能源汽车以及汽车智能化趋势的不断发展,预计到2030年,EMB渗透率突破30%,中国EMB市场规模将突破280亿元。
EMB量产仍面临一系列挑战,对供应商提出极高能力要求
EMB量产仍面临恶劣轮边环境、空间限制、算法成熟度和成本控制方面的挑战。
恶劣轮边环境:EMB相较于EHB将更多核心部件移至轮端,轮边高温环境易影响电机(消磁)和轮边ECU的工作状态,除此之外轮边执行器还面临振动和涉水的影响。
空间限制:EMB轮边执行器相较于EHB的液压制动器体积大幅提升;制动器是底盘布置最后一环,转向和悬架会挤占布置空间;为改善磨损性能提高刹车片面积会进一步提高布置难度。
算法成熟度:EMB主要是针对电机的控制,软件架构需要调整以适应新的控制逻辑;EMB涉及与域控和自动驾驶的融合,软件复杂度和可靠性要求提升;目前EMB尚处于量产前夕,缺乏实车数据迭代算法开发。
成本控制:预计EMB的市场推出价格与One-box+RBU的方案金额相当(此口径包含制动控制模块、轮边执行器、其他零部件以及制造成本),目前EHB仍在持续优化降低价格,对作为替代路线的EMB提出严格的降本要求。
EMB系统中,轮边执行器的价值量占比急剧提升,是EMB系统的基本盘,国内具备成体系的轮边执行器正向开发能力的团队格外稀缺。
EMB的核心技术栈包括轮边执行器的设计与生产制造、执行器和制动策略软件算法以及系统集成能力,在软硬件解耦且主机厂自研域控的趋势下,主机厂对EMB供应商的极致硬件能力更加看重。
轮边执行器的设计与生产制造:核心零部件的设计,包括与上游供应商合作开发,以保证零部件之间的适配性,优化执行器硬件性能;轮边执行器的设计,包含执行器的结构设计、零部件的具体参数设定,以及通过仿真、测试使得执行器满足强度、轻量化、低噪音的要求;优质的生产工艺和质量管理保证产品稳定性。
执行器和制动策略软件算法:ESC/ ABS相关的制动控制算法,能够结合驾驶员的驾驶意图和传感器收集的车辆实际运行情况输出目标夹紧力,优质的算法能够针对各类极端情况输出安全的制动方案;轮边执行器闭环控制算法,实现完善的电流、速度、位移闭环控制,保证轮端执行器能够快速且精准的实现目标夹紧力。
系统集成能力:轮边执行器的软硬件集成,将轮端执行器闭环控制算法集成到轮边执行器的PCBA中,需要保证软硬件适配,从而实现轮边执行器的高效精准控制;EMB系统的集成&EMB与域控的集成,将ESC/ ABS制动控制算法写入到域控ECU中,除此之外,制动控制策略需要与转向、悬架相关的算法紧密融合。
国内创业公司存在弯道超车机会
海外领先Tier 1,国内成熟制动厂商,EMB创业公司纷纷入局EMB赛道;由于EMB完全省去海外玩家占据绝对领先优势的液压控制,国内外Tier 1在技术上差距不大,目前在研发进展上处于齐头并进状态,考虑到本土Tier 1在服务、售价、技术开发上存在优势,专注于EMB领域的创业公司有望迎来弯道超车的机会。
华申瑞利:华申瑞利成立于2022年,专注干式线控制动技术EMB的开发;创始团队曾在国际汽车零部件巨头前DELPHI负责制动产品的研发和生产,在汽车制动器领域拥有超过20年的行业经验,掌握从零到一的正向研发经验,同时满足国际化标准的大规模生产制造经验,曾负责开发的制动产品大批量销往全球市场;此外,团队还在本土上市公司进行过内部创业,从零开始组建公司,逐渐做到数百万件/年的制动器销售规模。华申瑞利成立18个月时已完成全系列EMB产品的设计和样件交付,目前与多个行业头部客户展开项目合作,持续交付和迭代产品,并于今年3月成功完成多款车型EMB的冬季标定测试,除乘用车EMB DEMO定点外,同时获得某无人物流车项目量产定点,预计25年实现量产交付;公司在嘉兴平湖的EPB产线已建设完成,获得头部主机厂多款车型量产定点,并开始批量交付;自成立以来,华申瑞利广受资本市场关注,已获得产业资本的认可、市场化专业基金的加持以及顶级国资机构的战略入股,累计融资规模过亿。
布雷博:Brembo(布雷博)公司是一家从事高性能制动器系统和部件的工程设计、开发和制造的厂商,1961年成立于意大利;2021年10月,意大利布雷博正式发布了SENSIFY制动系统,采用了机电一体化卡钳(EMB),后轮卡钳采用了电制动,前轮沿用了液压电子制动系统,采取干/湿制动搭配;目前布雷博已经迭代至四轮全干的EMB方案,并与特斯拉展开量产合作。
万都:万都(Mando)是韩国最先进的汽车零部件公司之一,于1962年成立;2021年 CES 展发布 EMB 样机,目前正与特斯拉开展合作。
采埃孚:采埃孚于2023年年底发布四轮EMB方案和样车,展示的全新的干式制动系统,无需制动液。
伯特利:2023年,伯特利在规模化量产的线控制动WCBS1.0基础上,已完成具备制动冗余功能线控制动系统WCBS2.0的研发工作,并同时开展对电子机械制动(EMB)的研发工作,EMB A轮首样已于2023年8月完成制作,并已进行冬季试验验证。
来源:久谦资本 微信公众号