嘿,大家好。我又來寫刹車科普貼了。
從市值龍頭特斯拉到國内新勢力的蔚來、小鵬;海外品牌的極星 2、野馬 Mach—E 到自主品牌的比亞迪唐,這些車都有一個共同點: Brembo 刹車卡鉗。
而我也發現,這些刹車卡鉗為了應對低碳和低排放的要求,在細節上有了許多的改進。有興趣的同學們可以看尾部的延伸閱讀:《開完 Mach-E 的我,卻寫了個刹車科普》。
好,現在進入正題。
就在上周六,也就是 2021 年 12 月 18 日,恰恰因為上述這篇文章,我有幸收到了 Brembo 的試駕邀請,去他們的大本營南京體驗了 SENSIFY 智能制動系統。
鑒于以下内容可能會比較猛,我就先說一下結果:
太,太強了...這讓我對未來線控刹車的到來充滿了期待和信心。建議 Brembo 考慮 SENSIFY 拆分上市(讓我也投點)!
接下來,我就給大家科普一下 Brembo 的這套 SENSIFY 到底是個什麼東西,究竟是不是噱頭大于實際。
刹車助力系統基礎知識
在介紹 Brembo 的 SENSIFY 之前,我們得說一說目前市面上的制動系統的助力方式。
真空助力
圖有點爛,你忍一下(圖源:汽車制動網)
上圖中表現出來的是目前最基礎的助力方式。
沒錯,雖然刹車不需要助力也能用,但是那樣的話,你力氣不夠恐怕都沒辦法讓刹車抱死,僅限于賽車領域和一些低速應用。
當你踩下刹車踏闆時,這個動作會通過杠杆結構聯動,并借助真空助力器(需要有真空源,比如内燃機)推動制動總泵中的刹車油,而這個油會通過進入 ESP 泵通過電控閥門的方式被分配至連接四個刹車卡鉗(分泵),從而對制動盤施加制動力以産生摩擦力,使得車輛停止。
那麼問題來了,現在越來越多的電動車出現,就意味着越來越多的車子沒有發動機,就意味着越來越多的車子沒法産生真空,就意味着真空助力用不了了。
電子助力
其實和轉向助力從真空液壓變成電子助力一樣,近幾年的刹車助力也在走同樣的發展趨勢。
真空助力(稍微老點的燃油車和超跑用這個的比較多)
電子助力(按理來說這種刹車并不會失靈,隻會失去助力,所以你細品)
因為不需要真空源,而是隻要有電就能驅動,還能通過軟件随意改變助力的程度,所以電子助力的好處頗多:
适配更多車型;
可以更快建壓;
可以改變腳感;
能更無縫地和動能回收搭配。
One-Box VS Two-Box
Two-box 方案(圖源:電子工程世界)
普通的電子助力刹車也隻是把真空助力用電子助力替換了而已,因為 ESP 泵還是分體的狀态,一共兩個模塊,所以俗稱 Two-box 方案。
One-box 方案(圖源:電子工程世界)
而在目前的量産車上可以看到的最先進刹車助力方案就是整合了 ESP 的 One-box 方案。
*然而我國目前的法規并不允許視線離開路面,切記。
值得注意的是,目前的 One-box 方案中,踏闆和液壓系統已經沒有了機械連接。在制動力的産生和腳部的輸入這個環節,實質上已經實現了線控。也就是說,你的腳再怎麼發力,也隻是提供一個位置信息,刹車系統裡的壓力全靠電機建立。
ESP 泵,好雞肋啊。
大家好,我是弱雞...
但是,這樣一來又出現了一個問題:為了自動駕駛的雙冗餘需求,還是會有一個外挂的 ESP 模塊來提供備份的刹車油路壓力。
而且,ESP 依然在傳統電液壓範疇,所需要的刹車時間是是目前電子助力刹車系統的幾倍。如果你是個經常愛不關 ESP 的情況下開快車,每一次 ESP 的介入都會導緻柱塞泵發熱嚴重産生磨損,降低 ESP 的壽命。
本來很精簡的系統又加上了一個冗餘,而且還是個不太靠譜的東西。好像有點本末倒置,但這也是現階段的法規需求。當然,這也側面說明了純機械系統在行業認知裡還是高于機電混合的系統。什麼時候能拿掉機械備份,現在還真的不好說。
SENSIFY 有何不同?
很不一樣。
結構
看似很複雜,但實際很簡單
Brembo 品牌名字來源于兩個創始人的姓氏:Breda 和 Bombassei。同理,SENSIFY 也是 Sense(感覺)和 Simplify(精簡) 的組合詞。而除了傳統的刹車卡鉗、刹車盤和油路等部件外,這套系統主要由以下内容構成:
踏闆模拟器;
制動控制單元;
液壓執行器;
機電一體化卡鉗。
踏闆模拟器
SENSIFY 的踏闆之所以叫做「踏闆模拟器」,是因為它的刹車踏闆和市面上的 One-box 系統一樣,隻是一個位置傳感器。
入門級賽車模拟器:羅技 G920
事實上,它無非就是個腳感更好、成本更高、用料更足、可靠性更強的賽車模拟遊戲踏闆。
制動控制單元(不知道 Brembo 怕不怕缺芯啊,哈哈哈。)
而這個踏闆産生的電信号,會傳輸給制動控制單元(可以理解成制動域控制器)處理後,對相應的車輪制動下達命令。
可以理解為是一個精密且迅速的電泵
假如你的車輛配備了傳統的液壓制動卡鉗,那麼這個信号将傳輸給液壓執行器,推動刹車進行制動。
浮動卡鉗可以實現全「幹」
如果你的 SENSIFY 系統中還配備機電一體化卡鉗,那麼制動控制單元将會直接下令卡鉗上的電機發力夾緊卡鉗,完全不需要刹車油。
我就是善于發現細節
如果你覺得這套系統和上述的 One-box 方案一樣,一旦電子系統失靈了就完蛋了,那就是大錯特錯了。因為,從上圖裡的踏闆模拟器上的油壺就可以發現,SENSIFY 保留了踏闆到下遊制動系統的油路連接。從現場 Brembo 廠方的工程師了解到,這部分油路會在主系統失效時才打開。
靈活性
從零件數來看,SENSIFY 好像并不符合它名字後半段代表的 Simplify。但是它卻實實在在地提升了造車的自由度,還讓刹車的智能化變得更簡單了。
搭配自如
我不油膩,因為我用電
對于不同車型的,SENSIFY 有靈活的定制方案。如果需要更大的制動力度或更高級的卡鉗配置,依然可以選用傳統的高性能多活塞固定卡鉗,并通過液壓執行器推動。但是如果是小型車輛、低配車型或者是電動車的後輪等制動力需求不高的情況下,完全可以使用上圖中的機電一體卡鉗來完成任務。
前幹後幹
前幹後幹
前濕後幹
前濕後濕
前濕後濕,單個制動控制器,左右非獨立
對于規則繁多的賽車應用,還可以有這種無法四輪獨立控制且更加精簡的系統。如果你和我觀察力一樣仔細,你就會發現這套系統中僅有一個制動控制器帶動兩個液壓執行器。而如果需要四輪獨立控制,上方的圖中則用了兩個制動控制器。
所以這裡我有一個疑問:
為什麼不能用一個控制器獨立控制四輪?
不過 Brembo 畢竟是個意大利品牌,capiche?理解萬歲!
布局自如
踏闆(模拟器)随便放
隻要以後的智能座艙發展得夠先進,理論上來說你可以在車裡以任何姿勢都可以看着 VR 或者是大屏幕開車。
控制自如
腳感标定 OTA 升級也不是夢
和 One-box 系統一樣,完全解耦的刹車踏闆不僅可以最大化動能回收的利用範圍,也可以通過軟件來模拟和調節各種風格的刹車「腳感」。舒适模式下可以有買菜車般放松的腳感,而運動模式下則可以擁有跑車般精準的制動力控制。
這才是最騷的
雖然依靠傳統的 ESP 模塊也能做到這一點,但是架不住四個刹車分别用獨立的電機來控制起來得快呀!
根據我從現場的 Brembo 工程師套到的信息,SENSIFY 的響應速度可以做到 60 ms。而據我調查,典型的 Two-box 系統則需要 120—150 ms,傳統真空助力液壓制動系統則需要 300—500 ms。如果反映到高速行駛狀态下的從踩下腳開始計算的刹車距離,甚至可以差上十幾米,等于是提升了安全性。
實際駕駛體驗
一個刹車廠商 20 年磨一劍的刹車産品,真的可以從标定中感受到。
試駕采用了 AB 對比的方式。來自同一廠家的兩台車型中,一台安裝了 SENSIFY 全套的制動系統,而一台車則是原廠狀态。
順滑 EBD
入彎更自然
除了對刹車操作的響應速度超快以外,四輪獨立控制加上理論上 5 ms 的動态刹車力度調節能力,讓配備了 SENSIFY 系統的測試車能夠在 trail brake(帶刹車入彎)時展現出了更好的循迹性。
其實在體驗之前,我對 SENSIFY 的預期很低,因為當今的電動車的操控本來就不差,而搭載的電子系統也是市場上比較新的版本。但是 SENSIFY 在彎中能給我更加符合預期的行車路線,制動中的車頭指向和我打方向時預期的車頭朝向更加一緻。
無感 ABS
體驗更舒适
雖然 One-box 系統作為解耦的刹車系統,已經可以做到杜絕 ABS 觸發時的讨厭的 kick back(俗稱打腳),但是 SENSIFY 讓人感動的是它在輪端的控制也更細膩。得益于獨立的電控結構,更加高頻的控制邏輯帶來了更順滑的防抱死體驗。
一般的 ABS 啟動時,輪胎的狀态實際上是在抱死和恢複抓地兩者之間反複橫跳,但 SENSIFY 給人的感覺就是輪胎恰恰好好在抱死的邊緣,響胎的聲音更小,車輛在 X 向上的加速度也更加恒定。
結果就是制動距離更短且更舒适。至于那些懷念 ABS 大腳感的人們,我覺得你們可能真的 OUT 了。接下來的購車人群中,可能越來越多的人會覺得這個現象隻是一個非智能汽車時代的殘留物。畢竟,刹得住才是關鍵的,
冰面制動效果
控制更潤
同樣速度沖入鋪滿潤滑劑的塑膠路面,SENSIFY 搭載車型以更細膩的低附着路面制動控制,車身姿态更穩定,沒有出現冰面上刹着刹着車頭朝向就歪掉的危險情況。
由于四輪是獨立控制的,就算在刹車過程中,其中一個甚至是兩個輪子上的刹車失靈了,也可以靠精準且迅速的制動力分配讓車輛能夠以直線行駛的狀态下停止。事實上,z在其中一次試駕過程中測試低速刹車腳感時,出現了制動力變弱的情況,因為也沒有跑偏,所以我也并沒有很在意。後來工程師告訴我,當時他其實關掉了其中兩個輪子的制動功能...
低排放 智能化的刹車時代即将來臨
全劇終
2024 年初量産,聽說已經有廠家買單了。
減速是為了更好地加速,而減少過多的減速也是為了更好的節能。智能化的刹車系統不僅能夠提供更好的刹車性能,也可以通過合理分配和調節制動力的大小,讓動能回收做更多工作以減少能量的浪費、刹車粉末的釋放,進而減少各種排放。
再者,減少或根除制動液本身,除了減少保養周期,也減少了環境的污染和化工原料的使用。
Brembo 的這套 SENSIFY 智能制動系統除了讓我對未來的刹車系統充滿了智能化的想像,也讓我對 Brembo 這家在制動系統金字塔頂峰的意大利公司有了不一樣的看法。
在不久的将來,刹車也将會進入除了拼硬件還要拼軟件的時代。硬件上做到越來越解耦,就說明軟件能夠實現的東西越多,自由度越高。到時候的刹車性能比的不僅僅是誰的活塞多、誰的盤子大、誰的設計騷,而是誰的軟件團隊研發能力好、誰的數據接口全、甚至是誰的 AI 能力強。
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