【E說就懂】近期，一則廣州潮州特斯拉“失控”狂飆，致2死3傷的監控視頻刷爆了整個網絡，而從中關於特斯拉制動失靈的問題成爲了熱議的話題。

其實，近些時段關於特斯拉制動失靈的新聞屢見不鮮，而最終的判定往往也雲裏霧裏，並引發了一系列的猜想。不過，關於特斯拉制動系統的事，那我們就必須要提到iBooster這套機構，而這套機構也關乎到了像特斯拉這樣的純電動車在制動方面是否安全可靠的重心。不過這裏要提一句，這套系統在以往傳統的燃油車是不太常見的，那么，這套系統的作用究竟是什么？並且純電動車與內燃機車在制動系統方面又有着怎樣的不同？本期E說就懂，就來聊一下。

關於我們常見的燃油車，在表面上感覺只要踩下制動踏板，再通過制動卡鉗與剎車盤的接觸，就能輕松地將車輛減速或者剎停，看上去一切都那么簡單。

其實在這個背後，是有一套設計嚴謹且復雜的系統來完成整個制動動作的。因爲一輛車的車身重量輕則1噸，重則2噸或者更高，單憑腳踩就能剎住幾乎是不可能的。所以這裏就需要一個能將您的力量放大的設備，而在內燃機車裏，這個設備就叫做真空助力泵。

按照一般內燃機車制動系統的結構，是由制動踏板、制動總泵、制動分泵、真空助力泵、制動油管、剎車盤片、手剎制動、ABS系統等組成。其中，制動踏板連着真空助力泵，利用發動機工作時吸入空氣這一原理，造成助力器的一側真空，相對於另一側正常空氣壓力產生壓力差，在利用這壓力差來加強制動推力。

汽車制動原理示意

一般在工作的狀態下，推杆回位彈簧使得制動踏板處於初始位置，此時真空管與真空助力器連接位置的單向閥處於打开的狀態，在助力器內部，隔膜將其分爲真空氣室和應用氣室，這兩個氣室相互間可連通，在大多數時間裏二者都與外界隔絕，通過有兩個閥門裝置可以實現氣室與大氣相連。

好了，說到這不知您發現區別沒有，內燃機車的真空助力泵是由發動機吸氣來加持工作的，但純電動車沒有了發動機，也就不存在吸氣的現象，那在制動方面該如何“做功”呢？

對於純電動車型來說， 由於沒有發動機作爲真空源，單靠人力施加的踏板力是無法滿足制動需求,所以需要對真空助力系統進行改造。目前來說，早期大多數純電動車均採用電動真空泵作爲真空源，而對於此類車型, 電動真空泵提供的的真空度大小直接影響着整車的制動性能。

那么，純電動車制動的工作原理是什么呢？

首先，純電動車在一般的工作狀態下，電動真空泵與真空助力器之間連接有真空儲氣罐，而電動真空泵控制模塊集成在整車EVCU中,通過真空度傳感器檢測的真空度信號控制電動真空泵的啓停。

當車輛啓動後, 真空度傳感器監測真空助力器外側管路中的真空度,若真空度低於設定的下限值時,電動真空泵啓動;達到設定的真空度上限值時,真空泵停止工作。車輛行駛過程中,駕駛員實施制動踩下制動踏板後,由於真空助力器的膜片壓縮真空室,使助力系統的容積變小,根據理想氣體定律,助力器及儲氣罐的壓強變大,即真空度下降,當真空度低於電動真空泵开啓的下限值時,電動真空泵啓動爲整車的真空助力系統提供真空。

不過，真空助力泵雖然有着簡單可靠的好處，但是它卻也有着一些躲不开的“缺點”。

首先，對於燃油車來說，真空助力泵需要發動機提供動力，因此會拉高油耗，變得更爲費油，提高了出行成本。而在純電動車中，傳統真空助力器只能實現有限的能量回收，無法滿足電動車對於能量回收的需求。要知道，能量回收功能對於純電動車來說是非常重要的功能。

我們知道，傳統的燃油車在城市低速行駛的時候，油耗會增加不少，而在高速路上行駛時，油耗則卻會降下來許多。而電動車卻恰恰相反，在城市裏邊的續航要比在高速路上行駛的更長。這其原因不僅是驅動電機在高速運轉的時候效率下降，更多的原因是在於能量回收功能。

這兩張圖分別是純電動車和內燃機車的發動機工作效率圖，雖然電機和內燃機效率MAP的外輪廓（外特性）不一樣，但效率變化的趨勢卻差不多，都是低轉速低扭矩效率低，中間偏高輸出的位置效率更高。

所以說，如果沒有能量回收功能在電動車走走停停中“吸取”能力爲電池補電，那么純電動車在低速行駛是和內燃機車一樣高能耗的，油車可見能量回收功能的重要性，但就恰巧這個功能，卻是真空助力泵無法實現的，因爲它很難與電機反拖實現的能量回收系統無縫匹配。這就是很多人抱怨的收油後電機再生制動力太強，與剎車踏板產生的制動力完全沒有配合。

那么除了真空泵助力，還有什么方法來助力制動呢？這裏就要提一下iBooster。

iBooster是博世推出的一款线控制動產品，目前已經發展了兩代。所謂线控便是電子控制而非機械控制，它在汽車制動系統中的位置等價取代了真空助力器。在剎車時，iBooster中的傳感器會將剎車踏板的行程信號傳遞給控制單元，控制單元進而計算出電機輸出的扭矩，齒輪將扭矩轉化爲剎車主缸的剎車力，主缸控制四個車輪的制動油路，最終控制剎車卡鉗進行制動。而相比真空助力泵，iBooster的電子化程度更高，這給了主機廠很大的發揮空間。首先，主機廠可以在後期很方便的改變iBooster的剎車性能曲线，實現不同的踏板感受，甚至可以根據駕駛模式的不同提供各種的剎車腳感。

博世第二代iBooster

另外，iBooster會與ESP hev系統協同工作，二者解耦可以實現接近百分之百的動能回收。所以在新能源車中，動能回收利用電機拖拽回收能量，iBooster通過監測駕駛者踩下的制動踏板行程和踏板力，計算得出駕駛者希望得到的減速度，系統此時優先使用電機拖拽進行制動，如果不夠再啓動液壓制動進行補償，這樣就實現了最大限度的制動能量回收。

還有就是，iBooster系統支持主動建壓，無需駕駛員踩下剎車踏板即可實現制動，而且系統就可以通過電機給予精確、合適的制動力。同時，相比ESP系統，iBooster的制動速度快3倍，而且可以120毫秒內達到最高的制動壓力。這些特性讓iBooster可以更好地融入到自動駕駛系統中。

所以，上面我們提到的特斯拉事故，是否就是因爲iBooster出現某種故障造成的呢？且不說這件事情究竟是不是iBooster所造成，但我們可以稍加分析一下。

首先，iBooster因爲採用的是電信號與電機來控制助力制動，所以這套系統能夠提前爲助力系統建壓，在緊急制動時能最快達到最強的減速度。但是在特斯拉，因爲動能回收功能被賦予了特殊的含義。

特斯拉的車型在人們的認知中，最主要的就是續航方面的穩健與扎實，而特斯拉在追求高能減耗的道路上越來越大膽，因此就推出了一個單踏板模式，即僅依靠一個加速踏板完成車輛的加速和制動操作。當然，單踏板模式也不是指油門剎車都在一個踏板上，它實際上還是有兩個踏板，一個油門，一個剎車。开啓單踏板模式後，加油時，車子跑起來跑得很快，但是油門一丟掉，立馬能夠感覺到車子降速降得非常快。

而在此之後，特斯拉又取消了弱擋位的能量回收級別，只保留了強動能回收模式。而就是因爲強動能回收的設定，所以前段的剎車力是通過驅動電機反拖實現的，之後剎車力度不夠了，機械剎車和電子剎車助力才會介入。所以說，只要動能回收系統故障，車輛的制動系統就會被影響。

早在之前，美國博士Ronald A.Belt對特斯拉的一起突然加速事件進行獨立調查，並公布了一份長達66頁的調查報告。在此之前，他2010年參加過家喻戶曉的針對豐田汽車突然加速問題的調查。經過檢驗失速的特斯拉Model 3，他的分析是，車輛突然加速的原因在於制動系統及其與能量回收系統的相互作用。換句話說，是系統發生衝突。

這裏所謂的相互作用，筆者猜測指的是當動能回收功能受限，比如車輛的電池處於滿電狀態，此時的動能回收的制動效果就會下降，因此整個車的制動效果也會衰減，所以想要完全剎車，就需要駕駛員用力踩下制動踏板才行。

當車輛滿電狀態，此時特斯拉車型就會顯示：能量回收制動功能暫時受限，減速性能下降，必要時使用制動踏板。

不過，這種現象一般會出現的輕踩制動上，而導致特斯拉車型發生“系統衝突”的根本原因，或許是以動能回收系統控制的壓力安全閥這個原因：

那就是強動能回收模式。

一般來說，當我們踩下制動的時候，剎車油要經過低壓油壺之後，再流向動能回收系統控制的壓力安全閥，此時動能回收系統才會進行減速。而隨着制動回路裏的油壓下降、制動踏板的腳感就會變軟，因此iBooster需要降低電子助力的強度來讓踏板腳感變硬一些，以保持一致的剎車腳感。

那么問題來了；

當車輛駛入溼滑路面時，iBooster會誤認爲此時車輛在能量回收，所以安全閥打不开，剎車油都留在低壓油壺裏導致無法給剎車主缸提供足夠多的壓力，並且iBooster不會產生任何助力。因此制動踏板變硬，踩不下去，導致剎車距離變長，而這也是爲什么那么車主感覺踩下制動沒有效果的原因。

可筆者又發現，在博世對iBooster系統的設置中，設計了一套安全冗余，就是制動踏板信號可以在緊急狀況下不經由整車控制器進行分析判斷，而是直接傳遞給iBooster控制器，確保剎車系統的穩定可靠。

但是，特斯拉這套iBooster系統是一套爲自身定制的系統，也就是說它是一個經過特斯拉“魔改”的一套系統。所以說，iBooster系統是否工作，是都要經過特斯拉的“判斷”的。

另外，在車輛的制動過程中，EPS也就是車身穩定系統也會在某些狀態下參與其中，比如：

1.當車輛制動時輪胎即將鎖死時，ESP會在一秒內第一次施加“機械制動”進行制動，使車輛完全制動時方向盤仍能控制車輛行駛方向；

2.驅動輪打滑時，ESP的電控單元對打滑的驅動輪進行制動，防止打滑，保證動力輸出合適；

3.當車輛緊急避讓時，涉及制動電子穩定系統。左轉時，增加左側制動力，加強旋轉。向右轉彎時，加大右制動力，加強旋轉；

4.當車輛有甩尾趨勢時，ESP會制動車輪的另一側以削弱旋轉。從而幫助車輛跟隨駕駛員的轉向意圖。

而由於當純電動車經過某些彎道的時候，如果僅依靠動能回收減速的話，會導致轉向力度不足，此時需要駕駛員踩下制動踏板來進行最終的減速。但如果整套系統發生錯誤，系統就會認爲並不是駕駛員踩下的剎車踏板，而是動能回收系統提供了很強的制動力的話，ESP爲了維持車身姿態平衡，就會向驅動電機提出加速的需求來補償和動能回收相反的動力，所以就會發生踩下制動踏板而突然加速的情況。

所以綜合看來，此次特斯拉導致的制動失靈事故，或多或少都是因爲特斯拉“定制”制動系統的故障，而最終導致車輛突然加速的情況，不過這一切還只是筆者的猜測，而最終的原因還是需要看調查之後給出的最終答案。

筆者一直以來都十分強調，純電動車的整體架構與我們傳統的內燃機車市不同的概念，這自然也凸顯在車輛的操控上，比如電動車的大馬力輸出等，所以對於純電動車的駕駛，一定要拿出十二分專注，才能保證我們的安全駕駛。當然，對於像特斯拉這樣的全球頂尖電動汽車制造商，在車輛的操控安全方面，自然要拿出百分之百的用心，更不該發生這種危機車主安全的技術事故。雖然現在整個事故的調查還沒有最終結果，但還是希望將來不會再發生同類的事故了，畢竟安全才是生命至上的基台。

讓子彈再飛一會，答案或許即將來臨。 

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