近期,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布公告,批准发布《乘用车制动系统技术要求及试验方法》(GB 21670-2025)(以下简称“新国标”)。这一新国标将于2026年1月1日起实施,用来替代2008年发布的旧版标准。
2024年5月,工信部曾就新国标第一次面向社会公开征求意见;当年9月,在认真梳理分析反馈意见建议,并与相关单位协调和沟通基础上,又形成二次征求意见稿,足见政府主管部门的重视与谨慎。
外界都在关心,新国标有哪些要点和亮点?它的发布与实施将对相关技术的演进,以及产业链上下游企业带来怎样的影响?《中国汽车报》记者就此邀请行业专家进行了深入解读。
记者了解到,在2024年5月工信部对新国标第一次征求意见后,共收到来自26家企业的170条反馈意见,以及若干个人反馈意见。在随后的修订过程中,对电子传输制动系统(ETBS)的定义与相关要求出现在新国标中。基于联合国法规UN R13-H关于ETBS的修正案,新国标起草组自2024年7月起组织开展了专项调研,在充分了解国际标准法规有关修订工作进展、国内外相关技术发展现状、现阶段零部件供应商和整车企业已经开展工作的基础上,在标准修订稿中等同增加相关技术要求,以适应ETBS的需求和发展。2024年8月,相关新增的ETBS技术要求进行了完善,体现在第二次公开征求意见稿中。
“根据新国标,我们不难总结出,全干式电子机械制动系统(EMB)、无机械备份的电子液压制动系统(EHB)属于ETBS。新国标对ETBS进行了定义,即行车制动力及其传输仅由驾驶人控制的蓄电装置提供电能的制动系统。该项定义采纳了ECE R13-H(编者注:本质上与UN R13-H是同一标准的不同称呼)最新修订案的定义,并早于它进行了发布。”中国汽研测评研究高级工程师刘正愚告诉记者,“近年来,我国汽车行业在EMB等智能底盘技术领域发展迅猛,新国标为EMB等线控制动技术的应用和产品准入提供了标准依据和支撑。”
“新国标在‘术语和定义’中明确了ETBS的定义。这是继汽车线控转向获得批准之后,对线控制动的一个规范性指引,将推动我国汽车智能化更进一步发展。同时,新国标也从标准维度为EMB这一行业共识的线控制动终局性技术进行了赋能。”亚太机电相关负责人分析认为。
中国汽研智能底盘开发高级工程师邹波则提醒,行业还需细致辨别,有机械备份、液压介质的EHB方案并不包括在ETBS中。他说:“新国标中对ETBS的定义,表明制动系统将从半线控化过渡到完全线控化,既保证安全基线,又鼓励技术创新。”
“ETBS写入新国标,意味着国家强制标准在引导技术迭代的同时,兼顾鼓励创新与安全底线。”京西智行制动事业部总经理兼制动产品首席技术官薛春宇向记者表示,“将无机械备份的EHB和EMB统一归为ETBS,反映了监管部门对乘用车制动系统电子化、线控化技术的认可,为智能驾驶和制动冗余设计的发展铺平了道路,体现出标准制定的与时俱进。ETBS的定义既实现了对技术多样性的包容,又能够通过统一的标准避免发展碎片化,新国标将对技术发展和产业实践带来框架性指导作用。”
值得一提的是,新国标对乘用车制动系统功能安全方面的要求明显增多,产业链上下游企业对此也颇为关注。
“回顾2008版国标,关于功能安全的技术要求基本采纳了ECE R13-H的规定;实际上,新国标并未在功能安全等级方面做出修改,但显著的变化是在功能安全概念的验证和确认方面,明确规定了测试需要注入的具体故障类型和相应的具体试验工况,试验时的测试用例原则上不得少于这些明确规定的用例集。新国标的这些规定增加了功能安全概念验证和确认试验的实操性,并划定了一条测试底线。”刘正愚对记者说。
邹波补充道:“新国标规定了制动电子控制系统在功能安全方面的文档及验证确认的要求,系统的功能安全要求应符合《道路车辆功能安全》(GB/T 34590)所有部分的适用要求,包括需建立全生命周期的安全流程,贯穿芯片-硬件-软件-系统-整车,并对硬件失效率等提出明确要求,对功能安全提出强制性要求。”
亚太机电相关负责人认为,新国标对功能安全的要求在表述篇幅上显著增加,将推动一级或0.5级制动系统供应商在不同维度上提升功能安全。他表示:“从体系维度来看,企业需构建ISO 26262功能安全体系;从产品维度来看,企业的产品开发需遵循道路车辆功能安全的开发和产品认证标准(ISO 26262、GB/T34590或车企的标准)。而从更微观的细节来看,在芯片的规格选用、软件架构、软硬件接口等汽车电子产品方面的开发、验证环节,要求均有所提升。基于新国标对功能安全的重视,企业更应前置站位,从人才储备、建设上未雨绸缪,招募、组织更多资深的功能安全经理深入开发全过程之中。”
“新国标将乘用车制动系统功能安全等级的要求维持在最高的ASIL-D级别,意味着系统失效概率需低于1FIT,这对产业链的硬件设计、软件开发、验证体系均提出近乎苛刻的要求。”薛春宇向记者分析道,从硬件层面看,冗余、相互备份构成了未来系统搭建的一条主线。芯片的选型策略将从“够用”进化到“冗余设计”,主控芯片需要选择满足ASIL-D等级的MCU产品。传感器的冗余策略也必然受到重视,例如轮速传感器的冗余或采用异构设计方案。而电源也需要双路独立供电来形成备份。从软件层面看,产品的开发应该使用ISO 26262合规工具链,确保模型符合MISRA-C等安全编码规范;由于新国标强调了需求可追溯性的完整与严格,那么故障树分析(FTA)将从系统级拓展到代码层、测试等环节;同时,企业应考虑采用“安全岛”设计,隔离安全关键功能(例如制动压力控制)与非安全功能;还要关注动态监控环节,例如在AUTOSAR OS中加入内存保护单元(MPU),防止栈溢出导致制动指令篡改。而在测试验证层面,测试范围进一步拓展,例如故障注入测试需要模拟4000余种失效场景,这一数字比ASIL-C安全等级至少多3倍。这同时也要求企业需要在测试设备上进行投资,同时对软件高速迭代保持高覆盖的测试能力。
由于对功能安全的重视和强化,新国标的实施对乘用车制动系统硬件尤其是芯片选型提出了新的要求;而在高性能车规级主控芯片方面,我国企业还在不断向上攀登“高峰”的过程中。
“目前,国内车规级芯片ASIL D级认证通过率不高。有鉴于此,后续国内芯片企业应在功能安全方面持续加大投入。”邹波直言不讳。
“2024年,国产车规级MCU市场份额已从3%提升至8%,但在制动领域中,国产车规级MCU的占比并不乐观。国产MCU产品目前的优势领域还是BCM、灯光控制器、T-Box等非安全件。”薛春宇告诉记者,“我们正视这样的产业现实,随着新国标的发布与实施,制动系统供应商将在功能安全的要求下,更加谨慎的进行芯片选型。可以说,新国标的实施也为国内芯片企业带来了机遇,为其指明清晰的目标和技术路径,这将有利于它们的精准发力。”
“我们的初步调研显示,国内主流乘用车企业技术状况满足新国标对车规级芯片的相应要求。新国标对电子驻车制动(EPB)提出了特定情况下的ECU冗余要求,并对本要求安排了1年的实施过渡期。”刘正愚介绍说。
“评估当前行业的情况,外资芯片企业在MCU、ASIC等高性能车规级芯片方面依然占有较大优势。车企在高端车及出口业务方面也更倾向于选择成熟、可靠、稳定的外资车规级芯片产品。”亚太机电相关负责人告诉记者,“在新国标出台后,这样的现状可能发生变化。一方面,国内芯片企业的相关产品不断成熟,另一方面,国内车企也为国内芯片产品配套提供机会。亚太机电作为制动系统解决方案供应商,有自己的动态芯片库和分层原则,在实际的产品研发过程中结合车企对产品的定义与理解,帮助它们在保证功能安全需要、满足新国标要求和成本更优解的综合约束下,形成不同组合的芯片选型供其选择,这也是我们独特的Know-How和经验积累。”
在第一次征求意见时,新国标对A型再生制动的一些要求引发行业关注。此次新国标正式发布,对装备A型以及同时具有A型、B型电力再生制动系统的车辆提出了明确要求。“单踏板制动”——这一新能源汽车,尤其是纯电动汽车常见的功能设计在新国标实施后可能面临调整。
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刘正愚强调,行业需要根据新国标要求评估、调整能量回收与制动逻辑。原因在于,新国标规定,“在默认工作状态下,仅通过松开加速踏板实现的制动作用不应使车辆减速至停车”,即在默认工作状态下A型再生制动不得直接导致车辆完全停车,且规定多种工作状态下每次上电后应重新进入默认工作状态,同时对多种工作状态的设置及非默认工作状态下对驾驶员的提示做出明确规定。
据亚太机电相关负责人介绍,新国标对A型再生制动(加速踏板能量回收)定义仅为辅助功能,在默认工作状态下禁止通过松加速踏板实现车辆完全停止,需依赖制动踏板完成最终刹停,旨在矫正驾驶依赖单踏板模式习惯,提升行车安全冗余。他认为,这将或多或少影响到车企软件定义制动的控制逻辑重构,例如低速制动权移交,以及人机交互优化,例如踏板模拟器的阻尼设计,以减少驾驶者对踏板阻尼突变的不适应。制动系统供应商在控制精度、响应时间、冗余等级等方面将需要进行相应的技术升级。
在薛春宇看来,新国标相关条款的规定,解决了驾驶员肌肉记忆与制动系统功能不同步可能带来的操作失误。车企可能需要修改协调再生制动(CRBS)策略,例如在某一车速条件下切换为液压制动,保留一定减速度的机械制动能力。在能量回收效率上,车企肯定会做出一定让步,但这将有利于降低误操作,提升安全性。
“新国标采用ECE R13-H法规最新修订案的ETBS定义及相关技术要求并先于欧标发布,同时增强功能安全概念的验证和确认试验的实操性并划定一条测试底线,这些都将使我国乘用车‘出海’具备了与国际标准相协调或不低于国际标准的安全底线,既有利于避免企业‘内卷式’式竞争,又有利于消除国际贸易中的技术壁垒,长远看有利于我国乘用车出口。”刘正愚还补充道,“目前,《智能网联汽车组合驾驶辅助系统安全要求》国家标准正在制定过程中。该标准规定了组合驾驶辅助系统的通用技术要求,兜住了组合驾驶辅助系统通用安全底线,同时在合理可行前提下与国际标准协调一致,将极大地减少企业研发成本和设计难度,长远看也有利于消除国际贸易中的技术壁垒,有利于引领我国同类产品的国际化发展。而乘用车制动领域新国标的出台,既划定了产品质量标准的制动性能安全底线,又为保证产品高质量水平提供了标准保证和方向引领,也可对避免行业低价无序竞争起到积极作用。”
“新国标的核心内容与UN R13-H高度对齐,使得我国EMB开发直接面向全球标准,有效破除了EMB的‘出海’障碍。”邹波告诉记者。
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“对于车企而言,新国标极大提升了合规的便利性。例如,新国标的部分条款与UN R13、ECE R140对齐,车企能够在海外市场直接采用国内的EMB测试数据,将降低出口认证成本。”薛春宇认为,“同时,高功能安全等级的制动系统甚至能够成为‘中国汽车’、‘中国制造’的亮眼招牌,为自主品牌车企‘走出去’铺平道路。”
“新国标中有关ETBS等的内容,为产品研发、验证、验收提供了执行层面的抓手,将使开发工作有据可循,进一步为车企和零部件供应商的新技术落地实现了背书,对相关产品‘出海’将大有助益。”亚太机电相关负责人表示。
随着新国标在标准层面为乘用车制动系统技术路径指明方向,EMB产品的商业化有望逐渐提速。亚太机电相关负责人表示,EMB产品的研发和推广仍需企业的大量持续投入,全知识产权的自主研发、验证以及推广各环节都离不开资源的支持。“EMB的商业化进展取决于成本,而成本与冗余方案、硬件选型、软件开发等息息相关。以亚太机电为例,我们有基础制动卡钳产品(Brake Caliper)作为基本盘,相较于液压线控‘One Box+Caliper+Park MGU+传统踏板+管路+制动液管路’的组合,EMB采用全干式解决方案(E-pedal+4×EMB+线束),结合车辆运动控制(VMC)的赋能,能够为整车提供更多制动系统选型。”在他看来,EMB可能的商业演进路径大致为,短期以整车前液后干、卡钳、转向控制单元(PPK)、EMB、EMB+软件等组件或软硬分离模式;中期按照夹紧力平台化提高通用率,探索产业联盟共享测试资源乃至专利;远期则结合亚太机电轮毂电机、VMC技术,推动XYZ三轴融合域控,赋能EMB和智能角模块的产业化。
薛春宇认为,EMB产品在商业化初期,首先将面临成本的挑战。根据京西智行方面的测算,初期EMB单价或比传统制动系统高20%~30%。这主要因为采用的高精度电机、高精度驱动机构(例如滚珠丝杠或球盘)、冗余ECU、冗余传感器、冗余电源等占用大量成本。但他同时表示:“EMB的商业化前景值得期待。从长期来看,EMB比传统液压制动系统结构、工艺更简单,因此非常适宜通过规模化和平台化设计分摊研发成本,最终规模化量产后的成本将比传统液压制动系统更低。加之EMB在响应速度、冗余度、NVH等方面具有更加优越的性能,其商业化将是一个必然趋势。”
“新国标给EMB提供了‘准生证’,让研发进展比较前瞻的企业可以率先‘上车’,技术将从模型不断走向商用、走进现实。在此背景下,我们更要呼吁行业同仁在健康良性的竞争环境中科技兴邦,引领进步,以科技改变我们的出行生活。”亚太机电相关负责人表示。
“政策、法规、标准往往都具有引领先进技术应用与约束安全底线的双重作用。一方面是引领新技术的方向,新国标对ET‐BS内容的调整,为EMB亮起‘绿灯’,让行业看到了EMB落地的导向性。另一方面,为了在技术方案‘百花齐放’的环境下保证最基本的安全,新国标也给出了对于新技术的最低安全标准,通过技术要求、测试方法保证有据可依。”薛春宇分析认为,“以EMB方案为例,新国标对ETBS的引领与监管的双重作用,将在产业发展的不同阶段起到不同的作用。当前,国内汽车市场上EMB方案还处于前期导入阶段,新国标明确了技术方向、路径,企业在保证安全的情况下,能够实现系统的快速装车,提升渗透率,有助于产品以及相关产业链条的成熟;而当EMB的市场渗透率提升到一定水平,新国标的监管作用也将凸显,技术要求、测试方法将保证制动系统的安全底线,‘劝退’某些逐利性、关注于短期发展的市场参与者,从而实现产业在安全基础上的技术飞跃。”