近期,國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會發布公告,批準發布《乘用車制動系統技術要求及試驗方法》(GB 21670-2025)(以下簡稱“新國標”)。這一新國標將于2026年1月1日起實施,用來替代2008年發布的舊版標準。
2024年5月,工信部曾就新國標第一次面向社會公開征求意見;當年9月,在認真梳理分析反饋意見建議,并與相關單位協調和溝通基礎上,又形成二次征求意見稿,足見政府主管部門的重視與謹慎。
外界都在關心,新國標有哪些要點和亮點?它的發布與實施將對相關技術的演進,以及產業鏈上下游企業帶來怎樣的影響?《中國汽車報》記者就此邀請行業專家進行了深入解讀。
記者了解到,在2024年5月工信部對新國標第一次征求意見后,共收到來自26家企業的170條反饋意見,以及若干個人反饋意見。在隨后的修訂過程中,對電子傳輸制動系統(ETBS)的定義與相關要求出現在新國標中?;诼摵蠂ㄒ嶶N R13-H關于ETBS的修正案,新國標起草組自2024年7月起組織開展了專項調研,在充分了解國際標準法規有關修訂工作進展、國內外相關技術發展現狀、現階段零部件供應商和整車企業已經開展工作的基礎上,在標準修訂稿中等同增加相關技術要求,以適應ETBS的需求和發展。2024年8月,相關新增的ETBS技術要求進行了完善,體現在第二次公開征求意見稿中。
“根據新國標,我們不難總結出,全干式電子機械制動系統(EMB)、無機械備份的電子液壓制動系統(EHB)屬于ETBS。新國標對ETBS進行了定義,即行車制動力及其傳輸僅由駕駛人控制的蓄電裝置提供電能的制動系統。該項定義采納了ECE R13-H(編者注:本質上與UN R13-H是同一標準的不同稱呼)最新修訂案的定義,并早于它進行了發布?!敝袊袦y評研究高級工程師劉正愚告訴記者,“近年來,我國汽車行業在EMB等智能底盤技術領域發展迅猛,新國標為EMB等線控制動技術的應用和產品準入提供了標準依據和支撐?!?
“新國標在‘術語和定義’中明確了ETBS的定義。這是繼汽車線控轉向獲得批準之后,對線控制動的一個規范性指引,將推動我國汽車智能化更進一步發展。同時,新國標也從標準維度為EMB這一行業共識的線控制動終局性技術進行了賦能?!眮喬珯C電相關負責人分析認為。
中國汽研智能底盤開發高級工程師鄒波則提醒,行業還需細致辨別,有機械備份、液壓介質的EHB方案并不包括在ETBS中。他說:“新國標中對ETBS的定義,表明制動系統將從半線控化過渡到完全線控化,既保證安全基線,又鼓勵技術創新。”
“ETBS寫入新國標,意味著國家強制標準在引導技術迭代的同時,兼顧鼓勵創新與安全底線?!本┪髦切兄苿邮聵I部總經理兼制動產品首席技術官薛春宇向記者表示,“將無機械備份的EHB和EMB統一歸為ETBS,反映了監管部門對乘用車制動系統電子化、線控化技術的認可,為智能駕駛和制動冗余設計的發展鋪平了道路,體現出標準制定的與時俱進。ETBS的定義既實現了對技術多樣性的包容,又能夠通過統一的標準避免發展碎片化,新國標將對技術發展和產業實踐帶來框架性指導作用?!?
值得一提的是,新國標對乘用車制動系統功能安全方面的要求明顯增多,產業鏈上下游企業對此也頗為關注。
“回顧2008版國標,關于功能安全的技術要求基本采納了ECE R13-H的規定;實際上,新國標并未在功能安全等級方面做出修改,但顯著的變化是在功能安全概念的驗證和確認方面,明確規定了測試需要注入的具體故障類型和相應的具體試驗工況,試驗時的測試用例原則上不得少于這些明確規定的用例集。新國標的這些規定增加了功能安全概念驗證和確認試驗的實操性,并劃定了一條測試底線?!眲⒄迣τ浾哒f。
鄒波補充道:“新國標規定了制動電子控制系統在功能安全方面的文檔及驗證確認的要求,系統的功能安全要求應符合《道路車輛功能安全》(GB/T 34590)所有部分的適用要求,包括需建立全生命周期的安全流程,貫穿芯片-硬件-軟件-系統-整車,并對硬件失效率等提出明確要求,對功能安全提出強制性要求?!?
亞太機電相關負責人認為,新國標對功能安全的要求在表述篇幅上顯著增加,將推動一級或0.5級制動系統供應商在不同維度上提升功能安全。他表示:“從體系維度來看,企業需構建ISO 26262功能安全體系;從產品維度來看,企業的產品開發需遵循道路車輛功能安全的開發和產品認證標準(ISO 26262、GB/T34590或車企的標準)。而從更微觀的細節來看,在芯片的規格選用、軟件架構、軟硬件接口等汽車電子產品方面的開發、驗證環節,要求均有所提升?;谛聡鴺藢δ馨踩闹匾暎髽I更應前置站位,從人才儲備、建設上未雨綢繆,招募、組織更多資深的功能安全經理深入開發全過程之中?!?
“新國標將乘用車制動系統功能安全等級的要求維持在最高的ASIL-D級別,意味著系統失效概率需低于1FIT,這對產業鏈的硬件設計、軟件開發、驗證體系均提出近乎苛刻的要求?!毖Υ河钕蛴浾叻治龅?,從硬件層面看,冗余、相互備份構成了未來系統搭建的一條主線。芯片的選型策略將從“夠用”進化到“冗余設計”,主控芯片需要選擇滿足ASIL-D等級的MCU產品。傳感器的冗余策略也必然受到重視,例如輪速傳感器的冗余或采用異構設計方案。而電源也需要雙路獨立供電來形成備份。從軟件層面看,產品的開發應該使用ISO 26262合規工具鏈,確保模型符合MISRA-C等安全編碼規范;由于新國標強調了需求可追溯性的完整與嚴格,那么故障樹分析(FTA)將從系統級拓展到代碼層、測試等環節;同時,企業應考慮采用“安全島”設計,隔離安全關鍵功能(例如制動壓力控制)與非安全功能;還要關注動態監控環節,例如在AUTOSAR OS中加入內存保護單元(MPU),防止棧溢出導致制動指令篡改。而在測試驗證層面,測試范圍進一步拓展,例如故障注入測試需要模擬4000余種失效場景,這一數字比ASIL-C安全等級至少多3倍。這同時也要求企業需要在測試設備上進行投資,同時對軟件高速迭代保持高覆蓋的測試能力。
由于對功能安全的重視和強化,新國標的實施對乘用車制動系統硬件尤其是芯片選型提出了新的要求;而在高性能車規級主控芯片方面,我國企業還在不斷向上攀登“高峰”的過程中。
“目前,國內車規級芯片ASIL D級認證通過率不高。有鑒于此,后續國內芯片企業應在功能安全方面持續加大投入?!编u波直言不諱。
“2024年,國產車規級MCU市場份額已從3%提升至8%,但在制動領域中,國產車規級MCU的占比并不樂觀。國產MCU產品目前的優勢領域還是BCM、燈光控制器、T-Box等非安全件?!毖Υ河罡嬖V記者,“我們正視這樣的產業現實,隨著新國標的發布與實施,制動系統供應商將在功能安全的要求下,更加謹慎的進行芯片選型??梢哉f,新國標的實施也為國內芯片企業帶來了機遇,為其指明清晰的目標和技術路徑,這將有利于它們的精準發力?!?
“我們的初步調研顯示,國內主流乘用車企業技術狀況滿足新國標對車規級芯片的相應要求。新國標對電子駐車制動(EPB)提出了特定情況下的ECU冗余要求,并對本要求安排了1年的實施過渡期。”劉正愚介紹說。
“評估當前行業的情況,外資芯片企業在MCU、ASIC等高性能車規級芯片方面依然占有較大優勢。車企在高端車及出口業務方面也更傾向于選擇成熟、可靠、穩定的外資車規級芯片產品?!眮喬珯C電相關負責人告訴記者,“在新國標出臺后,這樣的現狀可能發生變化。一方面,國內芯片企業的相關產品不斷成熟,另一方面,國內車企也為國內芯片產品配套提供機會。亞太機電作為制動系統解決方案供應商,有自己的動態芯片庫和分層原則,在實際的產品研發過程中結合車企對產品的定義與理解,幫助它們在保證功能安全需要、滿足新國標要求和成本更優解的綜合約束下,形成不同組合的芯片選型供其選擇,這也是我們獨特的Know-How和經驗積累?!?
在第一次征求意見時,新國標對A型再生制動的一些要求引發行業關注。此次新國標正式發布,對裝備A型以及同時具有A型、B型電力再生制動系統的車輛提出了明確要求。“單踏板制動”——這一新能源汽車,尤其是純電動汽車常見的功能設計在新國標實施后可能面臨調整。
必一運動
劉正愚強調,行業需要根據新國標要求評估、調整能量回收與制動邏輯。原因在于,新國標規定,“在默認工作狀態下,僅通過松開加速踏板實現的制動作用不應使車輛減速至停車”,即在默認工作狀態下A型再生制動不得直接導致車輛完全停車,且規定多種工作狀態下每次上電后應重新進入默認工作狀態,同時對多種工作狀態的設置及非默認工作狀態下對駕駛員的提示做出明確規定。
據亞太機電相關負責人介紹,新國標對A型再生制動(加速踏板能量回收)定義僅為輔助功能,在默認工作狀態下禁止通過松加速踏板實現車輛完全停止,需依賴制動踏板完成最終剎停,旨在矯正駕駛依賴單踏板模式習慣,提升行車安全冗余。他認為,這將或多或少影響到車企軟件定義制動的控制邏輯重構,例如低速制動權移交,以及人機交互優化,例如踏板模擬器的阻尼設計,以減少駕駛者對踏板阻尼突變的不適應。制動系統供應商在控制精度、響應時間、冗余等級等方面將需要進行相應的技術升級。
在薛春宇看來,新國標相關條款的規定,解決了駕駛員肌肉記憶與制動系統功能不同步可能帶來的操作失誤。車企可能需要修改協調再生制動(CRBS)策略,例如在某一車速條件下切換為液壓制動,保留一定減速度的機械制動能力。在能量回收效率上,車企肯定會做出一定讓步,但這將有利于降低誤操作,提升安全性。
“新國標采用ECE R13-H法規最新修訂案的ETBS定義及相關技術要求并先于歐標發布,同時增強功能安全概念的驗證和確認試驗的實操性并劃定一條測試底線,這些都將使我國乘用車‘出海’具備了與國際標準相協調或不低于國際標準的安全底線,既有利于避免企業‘內卷式’式競爭,又有利于消除國際貿易中的技術壁壘,長遠看有利于我國乘用車出口?!眲⒄捱€補充道,“目前,《智能網聯汽車組合駕駛輔助系統安全要求》國家標準正在制定過程中。該標準規定了組合駕駛輔助系統的通用技術要求,兜住了組合駕駛輔助系統通用安全底線,同時在合理可行前提下與國際標準協調一致,將極大地減少企業研發成本和設計難度,長遠看也有利于消除國際貿易中的技術壁壘,有利于引領我國同類產品的國際化發展。而乘用車制動領域新國標的出臺,既劃定了產品質量標準的制動性能安全底線,又為保證產品高質量水平提供了標準保證和方向引領,也可對避免行業低價無序競爭起到積極作用。”
“新國標的核心內容與UN R13-H高度對齊,使得我國EMB開發直接面向全球標準,有效破除了EMB的‘出海’障礙?!编u波告訴記者。
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“對于車企而言,新國標極大提升了合規的便利性。例如,新國標的部分條款與UN R13、ECE R140對齊,車企能夠在海外市場直接采用國內的EMB測試數據,將降低出口認證成本?!毖Υ河钫J為,“同時,高功能安全等級的制動系統甚至能夠成為‘中國汽車’、‘中國制造’的亮眼招牌,為自主品牌車企‘走出去’鋪平道路?!?
“新國標中有關ETBS等的內容,為產品研發、驗證、驗收提供了執行層面的抓手,將使開發工作有據可循,進一步為車企和零部件供應商的新技術落地實現了背書,對相關產品‘出?!瘜⒋笥兄妗!眮喬珯C電相關負責人表示。
隨著新國標在標準層面為乘用車制動系統技術路徑指明方向,EMB產品的商業化有望逐漸提速。亞太機電相關負責人表示,EMB產品的研發和推廣仍需企業的大量持續投入,全知識產權的自主研發、驗證以及推廣各環節都離不開資源的支持?!癊MB的商業化進展取決于成本,而成本與冗余方案、硬件選型、軟件開發等息息相關。以亞太機電為例,我們有基礎制動卡鉗產品(Brake Caliper)作為基本盤,相較于液壓線控‘One Box+Caliper+Park MGU+傳統踏板+管路+制動液管路’的組合,EMB采用全干式解決方案(E-pedal+4×EMB+線束),結合車輛運動控制(VMC)的賦能,能夠為整車提供更多制動系統選型?!痹谒磥?,EMB可能的商業演進路徑大致為,短期以整車前液后干、卡鉗、轉向控制單元(PPK)、EMB、EMB+軟件等組件或軟硬分離模式;中期按照夾緊力平臺化提高通用率,探索產業聯盟共享測試資源乃至專利;遠期則結合亞太機電輪轂電機、VMC技術,推動XYZ三軸融合域控,賦能EMB和智能角模塊的產業化。
薛春宇認為,EMB產品在商業化初期,首先將面臨成本的挑戰。根據京西智行方面的測算,初期EMB單價或比傳統制動系統高20%~30%。這主要因為采用的高精度電機、高精度驅動機構(例如滾珠絲杠或球盤)、冗余ECU、冗余傳感器、冗余電源等占用大量成本。但他同時表示:“EMB的商業化前景值得期待。從長期來看,EMB比傳統液壓制動系統結構、工藝更簡單,因此非常適宜通過規模化和平臺化設計分攤研發成本,最終規模化量產后的成本將比傳統液壓制動系統更低。加之EMB在響應速度、冗余度、NVH等方面具有更加優越的性能,其商業化將是一個必然趨勢。”
“新國標給EMB提供了‘準生證’,讓研發進展比較前瞻的企業可以率先‘上車’,技術將從模型不斷走向商用、走進現實。在此背景下,我們更要呼吁行業同仁在健康良性的競爭環境中科技興邦,引領進步,以科技改變我們的出行生活?!眮喬珯C電相關負責人表示。
“政策、法規、標準往往都具有引領先進技術應用與約束安全底線的雙重作用。一方面是引領新技術的方向,新國標對ET‐BS內容的調整,為EMB亮起‘綠燈’,讓行業看到了EMB落地的導向性。另一方面,為了在技術方案‘百花齊放’的環境下保證最基本的安全,新國標也給出了對于新技術的最低安全標準,通過技術要求、測試方法保證有據可依?!毖Υ河罘治稣J為,“以EMB方案為例,新國標對ETBS的引領與監管的雙重作用,將在產業發展的不同階段起到不同的作用。當前,國內汽車市場上EMB方案還處于前期導入階段,新國標明確了技術方向、路徑,企業在保證安全的情況下,能夠實現系統的快速裝車,提升滲透率,有助于產品以及相關產業鏈條的成熟;而當EMB的市場滲透率提升到一定水平,新國標的監管作用也將凸顯,技術要求、測試方法將保證制動系統的安全底線,‘勸退’某些逐利性、關注于短期發展的市場參與者,從而實現產業在安全基礎上的技術飛躍?!?