為什麼無人駕駛原型車，都選擇混動車型？ - 汽車

這篇文章是由對岸某人寫的

他從線控剎車系統的觀點去看為何自動駕駛原型車都是選用油電車款來進行改裝

雖然自動駕駛原型車選用油電車或電動車可能還有其他理由

不過這篇文章也詳細解說了各種線控剎車系統不同的原理，還蠻值得看一下的

如果覺得他有說錯的地方，請提出來增長一下大家的知識唷^^


==============底下原文==============
https://goo.gl/nT6EH6


獨家專欄| 為什麼國外的無人駕駛原型車，都選擇混動車型？


雷鋒網按：本文為雷鋒網(公眾號：雷鋒網)獨家專欄，作者係佐思產研研究總監周彥武，
雷鋒網經授權發布。

現在的無人車大多是用量產車改裝的，但選什麼樣的量產車改裝可是有學問。國外的大多
選混動，國內的大多選燃油車，這是為什麼？

我們來看Waymo，也就是谷歌最早用豐田的普銳斯，然後換雷克薩斯的RX450h，最後是克
萊斯勒的混動版大捷龍。蘋果也是選擇了雷克薩斯的RX450h。英偉達的BB8、百度的
Apollo樣車、瑞薩、Udacity、Voyage、Pony.ai、景馳、PlusAI、Roadstar.ai都選擇了
混動版林肯MKZ，也就是混動版福特蒙迪歐。

這是一個很有趣的問題。原因很簡單，混動車使用制動系統是EHB，也就是電子液壓制動
，而燃油車除了阿爾法羅密歐的Giulia外都是使用ESP做線控制動。這兩者貌似功能差不
多，實際相差很大。

首先我們來簡單了解一下汽車製動系統。

制動系統的基本原理是踩下剎車踏板，儲液壺的剎車油進入剎車總泵（主缸），主缸活塞
向剎車油施加壓力，根據帕斯卡原理不可壓縮靜止流體中任一點受外力產生壓力增值後，
此壓力增值瞬時間傳至靜止流體各點。

根據帕斯卡定律，在水力系統中的一個活塞上施加一定的壓強，必將在另一個活塞上產生
相同的壓強增量。如果第二個活塞的面積是第一個活塞的面積的10倍，那麼作用於第二個
活塞上的力將增大至第一個活塞的10倍，而兩個活塞上的壓強相等。

第一個活塞就是主缸活塞，第二個就是輪缸活塞，輪缸活塞的直徑反而比主缸活塞直徑要
大。剎車油將壓力通過管路傳遞到每個車輪的輪缸上，輪缸中的剎車油推動剎車卡鉗的活
塞向剎車盤運動，活塞驅動剎車卡鉗夾緊剎車盤從而產生巨大摩擦力令車輛減速。一般來
說自重5噸以下的車都是採用液壓制動，5噸以上的採用氣壓制動。

ESP與ABS非常接近，與ABS最大的不同在於ESP可以在沒有踩剎車踏板的情況下向輪缸輸出
製動壓力，ABS只能在踩下剎車踏板後從主缸向輪缸輸出壓力。壓力生成器就是電機和柱
塞泵， 與ABS比多了4個柱塞泵，4個電磁閥，也就是VLV和USV。

https://i.imgur.com/RQOKUmi.jpg

博世第九代ESP增加了兩個特殊功能，一個是ACC，自適應巡航，ESP可以部分控制電子節
氣門。

另一個是AEB，ESP可以部分控制制動系統。有些認為ESP既可以控製油門又可以控制制動
，是個很好的線控系統，非也。

通常ESP制動力度最大大約為0.5-0.8g，標準的製動力度在1G，0.5g遠不夠用。

再次，在設計之初，ESP控制制動系統只是在少數緊急情況下使用，可能1年用不了2次，
一般泵的容量只有3毫升，每一次使用，柱塞泵都要承受高溫高壓，頻繁使用，會導致柱
塞泵發熱嚴重，精密度下滑，導致ESP壽命急劇下滑，常規制動系統1小時就可能使用數次
，如果用ESP做常規制動系統，可能1個月就報廢了。

最後即便是不計壽命問題，ESP的泵油功率有限，且缺乏真空助力，反應速度較慢。最後
如果ESP真的可以做常規制動，那麼博世也無需開發Ibooster，日立無需開發EACT，大陸
無需開發MK C1，天合無需開發IBC。

https://i.imgur.com/Z6Tk4EF.jpg

ESP（ESC）的全力製動時間長達520-550毫秒左右，而濕式EHB是200毫秒左右，iBooster
可以達到120毫秒左右。ESP只能用於Demo，而國內大多也只是Demo，而國外是奔著量產去
的，同時也有更高的安全性。

如何做到常規的線控制動，這就是EHB。EHB可以分為兩種，一種是帶高壓蓄能器的，
通常叫濕式。另一種是電機直接推動主缸活塞的，通常叫乾式。混動型新能源車基本都是
前者，後者的典型代表就是博世iBooster。

https://i.imgur.com/UqGyTrS.jpg

我們先來看帶高壓蓄能器的EHB，EHB的構成與ESP基本相同，只不過低壓蓄能器換成
了高壓蓄能器。高壓蓄能器可以一次建壓，多次使用，而ESP的低壓蓄能器，一次建壓，
只能使用一次。

https://i.imgur.com/OSSqRha.jpg

上圖為豐田EBC的高壓蓄能器，有點類似一個氣壓彈簧。高壓蓄能器製造工藝是個難點，
博世最初是用儲能球，實踐證明，氮氣的高壓蓄能器才是最合適的。

豐田第一個將EHB系統應用於量產車上，這就是1997年年底推出的第一代普銳斯，豐田將
其命名為EBC。隨後TRW也推出了EHB系統，TRW將其命名為SCB。今天福特的混動車基本都
是SCB。

https://i.imgur.com/imUwmyY.jpg

上圖為SCB原理圖


EHB系統過於復雜，高壓蓄能器怕振動，可靠性不高，體積也大，成本也高，壽命也受到
質疑，維修成本巨高，最要命的是響應時間略長。

在2010年，日立推出了全球第一個乾式EHB，也就是E-ACT，也是目前最先進的EHB，用在
日產第一代聆風上，解決了大部分濕式EHB的弊病。E-ACT的研發週期長達7年，經過了近5
年的可靠性檢測。

直到2013年，博世才推出第一代iBooster，2016年推出第二代iBooster，第二代iBooster
才達到了日立E-ACT的素質，日本人在EHB領域整整領先德國一代。實際上日本在機械製造
領域遙遙領先德國，只是國人無法接受這個事實。

https://i.imgur.com/d0apzdF.jpg

上圖為第一代iBooster內部結構圖，用渦輪蜗杆做兩級減速來增加直線運動力矩。

特斯拉全線使用了第一代iBooster，還有大眾全部的新能源車以及保時捷918都使用了第
一代iBooster，通用卡迪拉克的CT6還有雪佛蘭的Bolt EV也使用了第一代iBooster。

這種設計據說可以將95%的再生製動能量轉化為電能，大大提高新能源車的續航里程。同
時響應時間也比帶高壓蓄能器的濕式EHB系統縮短75%。

https://i.imgur.com/SvsRlJ8.jpg

上圖為第二代iBooster，從二級蝸輪蜗杆改用一級滾珠絲槓減速，體積大幅度縮小，控制
精度有所提高。

第二代iBooster有四個系列產品，助力大小從4.5kN到8kN之間，8kN可以用在9座小型客車
上。目前第一代iBooster在波蘭生產，第二代在墨西哥生產。2017年8月1日，博世在南京
投資7.7億建設兩條iBooster生產線，年產能200萬套，預計2019年投產。

博世iBooster、日立的EACT、採埃孚的IBC、大陸的MK-C1是無人車的終極選擇。不過目前
iBooster應用最廣也最成熟，EACT是日本人的，非常保守，只在日產上有使用，日產又絕
不可能開放底層制動的通訊協議，MK-C1只有阿爾法羅密歐的朱麗葉使用，IBC要到2018年
才有通用的量產車使用。

無論是燃油車還是電動車，都逃不出博世的魔爪，特斯拉也是全線使用博世的產品。據說
為了保密，iBooster的裝配不是在特斯拉工廠，而是在博世的工廠，特斯拉是將車送過去
，裝配好了再拉回來，此外特斯拉的毫米波雷達和轉向系統也是博世的。

博世的底盤類產品就像三星的存儲器，你再不高興，也得用，也得討好博世。


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