硬核科普之电子助力器Ibooster

最新特斯拉事件闹的满城风雨、沸沸扬扬相比大家都有所关注，在官方调查结果出来之前，一切的争吵都是无意义的，而本次事件把博世Ibooster再次推上了风口浪尖，秉承科普的原则，我将从系统层面介绍一下Ibooster

特别声明：本人不对特斯拉事件选边站队，单纯讨论Ibooster

什么是Ibooster，为什么会有Ibooster出现？

Ibooster通俗的讲是电子助力器，既然是电子的那么对应的就有机械助力器，在传统汽车领域，机械助力器已经使用多年且技术非常成熟，那么既然技术成熟稳定为何会有电子助力器出现呢？

• 首先我们来讲解制动系统的工作原理

在制动过程中力的传递路径为：制动踏板→真空助力器→主缸→ESC→轮缸，制动踏板既是一个杠杆，一般来说踏板比在3.2-4之间，真空助力器继续放大踏板力，一般助力比在8-10左右，即我脚踩1N的力，假设踏板比4 助力比8，那么作用到主缸的力就是32N，主缸内是制动液有2个出油孔连接ESC，每个回路在ESC端一分为二共4路作用到4个轮缸，组成X型制动回路。

说到真空助力器的原理：简单理解为依靠大气压工作，当发动机启动时，真空助力器的前后2个腔体被抽成真空，中间有膜片防止2个腔互相通气，当踩下制动压板，靠近防火墙的腔体跟外部大气连接，而远离防火防的腔体还是真空，这就是助力的来源。

上图即为真空助力器的机械结构图

在燃油车时代，真空的来源对于自然吸气发动机，依靠进气管路的负压自然产生，对于涡轮增压发动机则需要机械真空泵，电车时代没有曲轴来集成机械真空泵，要想继续使用真空助力器只能使用电动真空泵，这个成本相对高且噪音明显，比如老款的比亚迪宋混动。

Ibooster的工作原理

以上2图分别是博世一代Ibooster和二代Ibooster，第一代博世iBooster的减速传动装置为两级减速装置，助力电机的转矩通过蜗杆涡轮，进行第一级减速，并改变运动方向，再通过第二级齿轮齿条减速机构，将电机的转动力矩转变为轴向推力。第二代博世iBooster的减速传动装置改为一级滚珠丝杠传动，目的是减小体积，提高控制精度且大幅度降低成本。

上图是Ibooster的爆炸图

特别说明：说道Ibooster不一定是博世Ibooster，市场上同类的产品是特别多的，每家的叫法不同，比如京西的Xbooster 拿森的Nbooster 汇众的Hbooster 海之博的Hibooster 只是博世第一个叫Ibooster，另外电子助力器属于过渡产品，是早晚会被OneBox取代的

接下来我会以一次制动过程来讲解Ibooster的工作原理

以上为一次制动时Ibooster的动作原理。

Ibooster有哪些功能？

1：基础助力功能BBF Basic Brake Function

不论是哪个供应商的Booster，此功能仅依靠Booster内部传感器，与外部无任何关联，驾驶员踩下制动踏板后。踏板行程传感器根据踩下的行程和速度计算驾驶员的需求后，由电机转到目标位置达到助力的功能

特别说明：踏板行程传感器是有备份的，即有2路信号，比如一路PWM,一路SEND，互为备份，当一路失效时还有另一路作为备份。制动灯点亮与否主要看BLS传感器，在制动踏板上，与其他传感器无关。

2：协调再生制动功能CRB Cooperative Regenerative Brake

一台电机我们给定子电流，转子就会转，此为电动机，我们转动转子切割定子的磁场，此为发电机，CRB就是利用这个原理进行能量回收，驾驶员需求的制动力=汽车的拖滞力+液压制动力，假设驾驶员需求0.6G制动力，此时其中的0.3G由汽车拖滞力提供，制动系统只踩下0.3G，汽车的拖滞力带动定子最终变成电能储存起来。这只是通俗的结誓方法，其算法相当复杂，可能十篇都写不完。

特别说明：特斯拉的CRB系统，制动能量回收是博世提供算法，滑行能量回收是特斯拉VCU自己做算法，单踏板模式的能量回收跟博世是没啥关系的

3：主动制动功能EBR External Brake Request

我们知道Booster使用的是三相电机，而ESC使用的是直流电机，Booster不论是减压速度还是精度都要远远超过ESC，所以一些主动减压的功能都可以交由Booster来完成，比如：AEB ACC HHC AVH HDC HBB HBA等等

4：压力协调限制功能PRL Pressure Regenerative Limit

当触发ABS的时候，比如驾驶员踩下120Bar压力，主缸120bar压力，ABS在泄压阶段也会向主缸加压，两个压力叠加后有可能超过主缸设计的最大承受值，导致主缸断裂，所以设计此功能在ABS触发时通过控制压力避免压力叠加导致爆缸。

以上是电子助力器最主要的4个功能，其实都是最浅显的知识，也是帮助大家了解这个东西，如有有什么疑问也欢迎讨论。每个功能展开来说都是一片数千字的长文。

后面还写不写看心情吧，比如ABS ESC OneBox EPB 线控转向啥的。真正的技术不是几分钟的短视频能讲清楚的，短视频的博主看看就好。另外请大家理性讨论，嘴下积德。

作者声明本文无利益相关，欢迎值友理性交流，和谐讨论～