机电制动（EMB）技术详解
机电制动（EMB）技术详解
机电制动（Electronic Mechanical Braking, EMB）技术是一种全电子控制的机械制动系统，通过电子控制单元（ECU）精确控制电机的转动，实现制动力的输出。随着汽车技术和自动驾驶技术的飞速发展，EMB系统以其高效、安全、环保和智能化的特点，正逐渐成为行业关注的焦点。
早在20多年前，机电制动（Electronic Mechanical Braking, EMB）技术就被提出来，但受到半导体技术和电车研发技术的限制，从而被束之高阁。如今，随着汽车技术和自动驾驶技术的飞速发展，机电制动系统作为一种先进的汽车制动技术，正逐渐成为行业关注的焦点。EMB系统以其高效、安全、环保和智能化的特点，为现代汽车尤其是电动汽车和自动驾驶汽车带来了革命性的变化。本文将详细介绍EMB技术的原理、优势、应用前景以及当前的发展状况。
EMB技术原理
EMB系统是一种全电子控制的机械制动系统，其核心在于通过电子控制单元（ECU）精确控制电机的转动，进而实现制动力的输出。EMB系统主要由EMB控制器和EMB执行器两部分组成。EMB执行器包括驱动电机、减速增转矩装置和运动转换机构，其中运动转换机构负责将旋转运动转换为平移运动，推动制动盘垫片产生制动力。
新一代EMB系统由操纵模块-电子制动踏板、信号模块-传感器、中央控制模块-控制器（ECU）、执行模块-电动机械制动器和机械盘式制动器等构成，其中执行模块-电动机械制动器是关键环节。同时，EMB系统也很容易与其它电子辅助系统（如ESP、EBD、ABS等）合成动作，组成保证最佳减速度和行驶稳定性的汽车底盘智能控制系统。
从EMB系统框图可以分析出，总电源开关（电源信号）打开后，蓄电池向控制器供电，控制器开始工作，此时EMB信号灯显示系统应正常工作。
驾驶员进行制动操作时，EMB系统利用电子传感器捕捉驾驶员的制动意图，并将该信号转换为电信号发送至电子控制单元（ECU）。ECU根据传感器收集的车辆状态信息，如车速、加速度等，计算出所需的制动力，并通过电机驱动器控制制动执行单元，实现对车轮的精确制动 。
EMB系统的工作原理可以简单概括为：当驾驶员踩下制动踏板时，制动信号被传递给EMB控制器，控制器随即控制驱动电机转动，通过减速增转矩装置和运动转换机构，将电机的旋转力转换为推动制动盘垫片的压紧制动力，从而实现制动效果。
以下两个框图来自英飞凌官网，从中可以看到，EMB系统用到的电源物料有控制器Controller、电源管理PMIC、电机驱动 BLDC Gate Driver、开关MOS FET、角度传感器、速度传感器等。
EMB技术的优势
高度集成与自动驾驶：EMB系统能够与自动驾驶系统紧密整合，提供更精确的车辆控制。通过集成高级数据通信和决策支持系统，以及雷达、激光雷达（LIDAR）和摄像头等传感器，EMB系统能够提供更全面的车辆周围环境信息，支持自动驾驶的精确控制。
高级车辆动态控制：EMB系统能够根据不同的驾驶模式和路况动态调整制动力分配，提高车辆的稳定性和操控性。同时，集成自动紧急制动（AEB）等高级防撞系统，进一步增强车辆的安全性。
能量效率与环保：EMB系统通过优化能量回收策略，最大化电动汽车的续航能力和能源效率。其无液压油设计减少了环境污染，符合绿色出行的理念。
智能化与个性化：引入机器学习算法，EMB系统能够根据驾驶员的习惯和偏好进行学习和调整，提供可定制的制动感觉和模式，满足不同驾驶员的需求。
可靠性与维护：通过减少机械部件和采用更耐用的材料，EMB系统提高了可靠性和寿命。利用传感器数据和人工智能，实现预测性维护，提前检测和解决潜在问题。
成本降低与普及：随着技术创新和规模经济，EMB系统的成本逐渐降低，有望广泛应用于各种类型的汽车，而不仅限于高端车型。
EMB技术的应用前景
电动汽车与自动驾驶汽车：EMB作为真正意义上的电控制动，将在新能源汽车和自动驾驶汽车领域得到更广泛的应用。其高效、精确和智能化的特点，为这些领域的技术突破提供了有力支持。
轨道交通：目前，EMB系统已在轨道交通领域得到应用，并展现出良好的发展前景。随着轨道交通向高速、重载、智能化方向发展，EMB系统有望进一步提升轨道交通列车的制动性能和稳定性。
航空领域：EMB系统最早被应用于航空领域，并具有较高的普及率。随着航空制造业的发展，EMB系统将继续在航空领域发挥重要作用，提升飞行安全性和效率。
当前发展状况
在全球范围内，EMB技术正逐渐成为汽车行业的重要技术趋势。多家国际和国内企业如博世、大陆集团、采埃孚天合、华申瑞利、千顾科技等，正在积极研究和开发EMB技术。在中国市场，随着本土企业技术的进步和市场需求的增长，EMB技术的发展前景十分广阔。
结论
机电制动（EMB）技术以其高效、安全、环保和智能化的特点，为现代汽车尤其是电动汽车和自动驾驶汽车带来了革命性的变化。随着技术的不断成熟和成本的降低，EMB系统有望在未来的汽车中得到更广泛的应用，推动汽车行业的可持续发展。同时，在轨道交通和航空领域，EMB技术也将继续发挥其重要作用，为这些领域的技术进步和产业升级贡献力量。