2016年无人驾驶与ADAS汽车控制器与执行器产业研究报告

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2016/5/18 17:54:45

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《2016年无人驾驶与ADAS汽车控制器与执行器产业研究报告》包含以下内容：

1、ADAS与无人驾驶底盘及刹车系统

2、传统刹车系统

3、新能源汽车刹车系统

4、全球EPS产业

5、全球刹车系统和EPS厂家研究

对于ADAS系统，单纯的报警是不够的，关键时刻还需要主动刹车系统、主动减速或转向系统，机器要比人可靠的多。这样一来就牵涉到控制器和执行器。执行器很简单，刹车卡钳、转向机和气门阀，控制器中油门和转速分别对应ETC（Electric Throttle Control）的ECU和EPS（Electric Power Steering）的ECU。刹车系统则很复杂，对于普通汽柴油乘用车来说，刹车系统是液压系统和真空助力两大系统控制卡钳，不过对乘用车来说，被动安全是优先于主动安全的，因此ESP（ESC，Electronic Stability Control）需要标配，刹车的控制系统就是ESP（ESC），ESP（ESC）也可控制ETC。

要想做到主动ADAS和无人驾驶，就必须与控制器进行深度通讯，这需要控制器厂家做深度支持。当然也可以单独做一套系统绕开原有的控制器，不过原有的控制器系统都是经过数十年安全认证的，单独做的新系统却没有安全认证，并且大大增加了成本和复杂性，对量产车来说不太符合现实情况，因此取得控制器厂家的深度支持显得必要。而这些控制器厂家也有自己的一套ADAS系统，自然不会愿意把这部分市场让给别人，因此控制器厂家不开放某些端口或者不给配合，让客户不得不选择控制器厂家整套的ADAS系统。所以我们看到长安和吉利的ADAS系统是全套的博世，包括传感器的算法，这对国产传感器厂家来说是不小的打击。

鉴于ESC系统如此重要，大部分整车厂家都有相关技术，因此也出现了名目繁多的ESC名称，尽管这些ESC系统价格比博世或大陆汽车的还要贵，但为了保持独立性，厂家还是坚持使用，如现代使用Mando的ESC系统。ESC开发需要超过20年以上整车侧滑实现，这需要巨大的资金与实践成本。

对电动车来说，大部分电动车仍然沿用油车的刹车系统，用电子真空助力（EVP）或博世的iBooster来获得额外的刹车助力。在这些电动车上，ESC依然是刹车系统的总控制器。不过情况也出现了改变，由于电动车可以用交流电机反转取得减速效果并回收刹车能量，因此电动车刹车系统的负载降低不少，这样一来以前无法使用的新技术就可以用了，那就是线控刹车系统。

线控刹车系统在F1赛车上已经大量使用，只是一般不到2000公里就更换，且成本高昂。其刹车灵敏度高于传统液压刹车系统不少，同时刹车系统的配置灵活性大增，因此在ADAS和无人驾驶领域将非常实用，这也是特斯拉的智能化更容易做到的基础。使用线控刹车系统还可以省掉ESC系统或牵引力控制系统，让整车厂摆脱对ESC大厂的依赖。目前有特斯拉Model S、保时捷918 Spyder和奥迪R8-ETRON采用这种设计，在车内有两套刹车系统，一套是传统的前轮液压刹车但是无电子真空助力，这套液压刹车系统带有ABS功能，另一套是后轮上的线控刹车系统，直接用电信号加电机控制刹车卡钳。

线控刹车系统缺点也很明显，首先刹车力度不会很大，因为电机功率有限，其次对刹车碟片的耐热度要求很高，保时捷918 Spyder和奥迪R8-ETRON采用陶瓷刹车碟片，特斯拉则采用高等级的ITT刹车碟片。最后由于刹车电机体积必须很小，只能用永磁电机，而刹车时，永磁体长时间工作在高温下，会导致退磁。线控刹车系统的可靠性还有待检验，目前只能辅助刹车，不能做主力刹车系统，而且该系统的成本很高。

EPS领域相对要好不少，中国收购了Nexteer，也有部分企业能够生产低端的C型EPS。不过未来EPS的发展趋势是R型EPS，中国与国外相比差距仍然很明显。EPS领域市场集中度颇高，前四大厂家市场占有率超过75%，Jtekt市场占有率超过1/3。ZF在出售ZF Lenksysteme后仍然拥有TRW的转向业务，说明了对转向系统的重视。

对于非电动车设计来说，要发展ADAS或无人驾驶，当前跟博世合作恐怕是最快捷，成本最低的方案，而大陆的ESC系统在中国还比较罕见。对于独立的传感器设计公司来说，与具备ESC刹车系统开发能力的厂家合作是最好的选择，就连国际大厂也不例外。比如瑞典Autoliv就在今年4月份主动出资300亿日元与日本Nissin Kyogo合作，而对于中国设计，建议可与韩国Mando合作。

对于混合动力车设计来说，要发展ADAS或无人驾驶，采用ZFTRW的IBC或大陆的MK C1是最佳选择，它们正在推广初期，非常渴望得到整车厂家的支持，同时其集成度很高，线控液压刹车也方便设置无人驾驶功能。

对于电动车设计来说，如果采用永磁电机，那么考虑到永磁电机的工作范围窄，怕高温，刹车系统不能太依赖电机的反方向力矩，必须考虑用较强的助力刹车系统，如博世的iBooster。如果是交流感应电机，可以对电机的反方向力矩刹车依赖度高一点，后轮可以用目前最顶级的EMB，也就是真正的线控刹车。

正文目录

第一章刹车与转向系统分析

1.1无人驾驶汽车电子架构

1.2、ADAS牵涉到底盘的方方面面

1.3、典型刹车系统构成

1.3.1、刹车系统原理

1.3.2、刹车系统电磁阀

1.3.3、真空助力泵

1.4、电动车的刹车系统

1.5、Brake by Wire线控刹车