從真空助力到電控制動(dòng)，特斯拉緣何“剎不住”?

馬點(diǎn)秋

2021年4月19日，2021上海國(guó)際車(chē)展，一位女士站在特斯拉展車(chē)車(chē)頂，高聲呼喊：“剎車(chē)失靈?！?/p>

一起車(chē)展中特斯拉展臺(tái)的女車(chē)主維權(quán)事件，讓這家全球市值第一的車(chē)企再一次被推上風(fēng)口浪尖。

事件發(fā)生后，特斯拉全球副總裁、負(fù)責(zé)特斯拉大中華區(qū)事務(wù)的陶琳在接受媒體采訪時(shí)，從口中說(shuō)出“近期的負(fù)面都是她貢獻(xiàn)的”“我覺(jué)得她也很專(zhuān)業(yè)，背后應(yīng)該是有（人）的”這樣的話(huà)語(yǔ)，更是將特斯拉長(zhǎng)此以來(lái)，面對(duì)客戶(hù)時(shí)高高在上的傲慢態(tài)度展露無(wú)遺。

偏向機(jī)器的“極右”企業(yè)文化

雖然一直以來(lái)，特斯拉面對(duì)客戶(hù)投訴和維權(quán)的種種“騷操作”總能讓人大跌眼鏡，但其實(shí)這是與帶有馬斯克濃厚個(gè)人魅力色彩的企業(yè)文化密不可分的。要知道，特斯拉在美國(guó)的公關(guān)團(tuán)隊(duì)早在2020年就被馬斯克解散。這之后在美國(guó)，特斯拉的公關(guān)幾乎全靠老馬的推特來(lái)進(jìn)行。

從對(duì)人類(lèi)移民火星這一愿景的堅(jiān)信不疑，到對(duì)無(wú)人工廠、自動(dòng)駕駛技術(shù)等“機(jī)器替代人類(lèi)”方案的堅(jiān)決實(shí)施，可以看出，馬斯克是一個(gè)“極右”的理想主義者，其對(duì)機(jī)器的信任遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人類(lèi)。特斯拉在世界范圍內(nèi)面對(duì)事故“決不妥協(xié)”的態(tài)度，與第一時(shí)間將錯(cuò)誤歸因于駕駛員錯(cuò)誤操作的行為，同馬斯克的理念一脈相承。

也因?yàn)槿绱说钠髽I(yè)文化，前段時(shí)間甚至鬧出過(guò)把車(chē)輛充電起火的原因歸結(jié)為“有可能是國(guó)家電網(wǎng)提供的充電電流過(guò)大”這樣的笑話(huà)。那么，在這次事件中，特斯拉是否真的存在維權(quán)女車(chē)主口中所說(shuō)的“剎車(chē)失靈”這一問(wèn)題呢？

值得關(guān)注的是，在此前的3月11日，海南?？趧倓偘l(fā)生過(guò)另一起因?yàn)樘厮估瓌x車(chē)失靈導(dǎo)致車(chē)輛撞墻的事件——而且經(jīng)過(guò)特斯拉員工復(fù)盤(pán)后，出現(xiàn)了和車(chē)主所遭遇的一模一樣的情形：在兩腳輕點(diǎn)剎和一腳重剎后撞墻。特斯拉所采用的最新一代電控制動(dòng)（IPB，Integrated Power Brake）系統(tǒng)博世iBooster二代，仿佛正是多起特斯拉剎車(chē)失靈事故背后的元兇。

2020年5月31日，中國(guó)臺(tái)灣云林縣，在一輛貨車(chē)側(cè)翻10分鐘后，另一輛開(kāi)啟自動(dòng)駕駛的特斯拉車(chē)輛與其相撞

/真空助力器大概可以把駕駛員腳部的剎車(chē)力量放大20倍。/

真空助力讓汽車(chē)普及

要解釋為什么問(wèn)題出在“電控”制動(dòng)系統(tǒng)上，首先要理解汽車(chē)上制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。從1886年卡爾·本茨設(shè)計(jì)的第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)誕生以來(lái)，現(xiàn)代汽車(chē)的發(fā)展史，基本可以看作是由純機(jī)械結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)為電控結(jié)構(gòu)的歷史。

尤其是20世紀(jì)70年代后，由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、安全氣囊、電子控制噴油和點(diǎn)火、三元催化劑等，在這一時(shí)期相繼出現(xiàn)。而電子助力轉(zhuǎn)向、行車(chē)電腦，直至集合了ABS（防抱死制動(dòng)系統(tǒng)）、BAS（制動(dòng)輔助系統(tǒng)）和ASR（加速防滑控制系統(tǒng)）的ESP車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng)等，已經(jīng)成為了現(xiàn)代車(chē)輛的標(biāo)配。

但與其他零部件快速電控化的趨勢(shì)不同的是，直到2014年博世推出的第一代iBooster系統(tǒng)誕生，汽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)才邁向了電控化的第一步。究其原因，大概是因?yàn)閯x車(chē)從誕生之日起，就是汽車(chē)上保障司乘安全最重要的一代屏障，自然對(duì)其的技術(shù)迭代也是最為緩慢而謹(jǐn)慎的。

汽車(chē)上最早的剎車(chē)系統(tǒng)，類(lèi)似于現(xiàn)在自行車(chē)上的手剎——可想而知，這并不能給疾馳的車(chē)輛提供足夠的驅(qū)動(dòng)力。后來(lái)，更高效率的腳剎應(yīng)運(yùn)而生，并逐漸加入了杠桿機(jī)構(gòu)以及液壓裝置，來(lái)試圖增大剎車(chē)力度。

然而，這在快速提升的引擎馬力面前，仍然顯得杯水車(chē)薪，以至于20世紀(jì)中后期的汽車(chē)駕駛員——尤其是公交車(chē)等大型車(chē)輛——往往都需要體格強(qiáng)健的男性擔(dān)當(dāng)，因?yàn)樵谶M(jìn)行車(chē)輛制動(dòng)時(shí)需要用力踩下制動(dòng)踏板。

/使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē)，根本無(wú)從獲得燃油車(chē)怠速狀態(tài)下信手拈來(lái)的真空度。/

iBooster系統(tǒng)模型

尤其是緊急制動(dòng)時(shí)，全車(chē)人的性命往往就掌握在司機(jī)那條踩剎車(chē)的右腿上。直到30多年前真空助力系統(tǒng)被發(fā)明，才使得剎車(chē)終于不再是一件難事。

真空助力系統(tǒng)的原理，是利用車(chē)輛引擎運(yùn)行時(shí)“進(jìn)氣歧管”產(chǎn)生的真空，借助膜片式動(dòng)力活塞，推動(dòng)制動(dòng)液來(lái)達(dá)到剎車(chē)的目的。真空助力器大概可以把駕駛員腳部的剎車(chē)力量放大20倍。這就讓體格嬌小的女性也有了將疾馳的車(chē)輛快速剎停的能力，為小型汽車(chē)進(jìn)入尋常百姓家鋪平了道路，可謂是汽車(chē)工業(yè)史上一項(xiàng)偉大的發(fā)明。

但真空助力系統(tǒng)也有其缺點(diǎn)，就是它只有在引擎工作的時(shí)候才能發(fā)揮作用，而且其產(chǎn)生的真空度完全取決于進(jìn)氣歧管的真空狀態(tài)。換句話(huà)說(shuō)，如果駕駛員猛踩油門(mén)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度非常大，進(jìn)氣歧管里面的真空度將變得非常小。此時(shí)如果踩下剎車(chē)，真空助力系統(tǒng)就不能提供足夠的制動(dòng)力，給駕駛員直觀的感受就是剎車(chē)失靈了。如果沒(méi)有真空度，70邁速度的車(chē)約需要200磅即90公斤的力量才能剎住。

汽車(chē)廠商也考慮到了駕駛員可能因?yàn)榫o張“誤踩油門(mén)”而發(fā)生類(lèi)似的情況。歐洲的許多車(chē)企與日本的日產(chǎn)，都給旗下車(chē)輛配備了BOS（Brake Override System，剎車(chē)優(yōu)先系統(tǒng)）。這套系統(tǒng)使得車(chē)輛在油門(mén)與剎車(chē)同時(shí)深踩的情況下，能夠主動(dòng)關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)使得發(fā)動(dòng)機(jī)回到怠速工況，從而提供足夠的真空度供給真空助力系統(tǒng)，完成緊急狀態(tài)下的剎車(chē)動(dòng)作。這便是以iBooster為首的“電控”制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)明前，現(xiàn)代汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的樣子。

電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航，催生iBooster大規(guī)模推廣

那么，為什么要用iBooster來(lái)代替已經(jīng)非常成熟的真空助力方案呢？

首當(dāng)其沖的原因，便是電動(dòng)車(chē)的普及。使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē)，根本無(wú)從獲得燃油車(chē)怠速狀態(tài)下信手拈來(lái)的真空度，每一度電都需要被用在刀刃上——畢竟續(xù)航里程才是現(xiàn)今電動(dòng)車(chē)最大的痛點(diǎn)。

這樣看，與其使用一套由電動(dòng)真空泵驅(qū)動(dòng)的真空助力系統(tǒng)，不如干脆改為“電控”制動(dòng)系統(tǒng)更為直接和高效。由此，iBooster應(yīng)運(yùn)而生。對(duì)比傳統(tǒng)的真空助力系統(tǒng)，iBooster擁有更為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、更小的體積、更高的靈敏度和效率。

2021年4月21日，廣西南寧，張貼有維權(quán)橫幅的特斯拉車(chē)輛

頻出事故的特斯拉Model 3

并且最重要的，它可以和車(chē)內(nèi)的其他駕駛輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，比如ACC自適應(yīng)巡航、動(dòng)能回收系統(tǒng)等等，從而使得L1-L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛變?yōu)榭赡?。此外，iBooster本身也擁有數(shù)道安全屏障來(lái)保證制動(dòng)系統(tǒng)的有效運(yùn)作。

如果車(chē)載電源不能滿(mǎn)負(fù)載運(yùn)行，iBooster就以節(jié)能模式工作，以避免給車(chē)輛電氣系統(tǒng)增加不必要的負(fù)荷，同時(shí)防止車(chē)載電源發(fā)生故障。

而如果iBooster發(fā)生故障，ESP會(huì)接管并提供制動(dòng)助力（主動(dòng)增壓）。

在上述兩種情況下，制動(dòng)系統(tǒng)均可在200N踏板力作用下，提供0.4g的減速度。

如果車(chē)載電源失效，即斷電模式下，駕駛員仍可以通過(guò)無(wú)制動(dòng)助力的純液壓模式，對(duì)所有4個(gè)車(chē)輪施加車(chē)輪制動(dòng)，使車(chē)輛安全停止（這和傳統(tǒng)的真空助力器失效時(shí)的安全模式一致）。

電控制動(dòng)仍需深度優(yōu)化

隨著時(shí)代的發(fā)展，iBooster等電子助力制動(dòng)系統(tǒng)的大規(guī)模運(yùn)用無(wú)可阻擋。如今的比亞迪漢、理想ONE，以及當(dāng)下事件的主角特斯拉Model 3，都是采用博世的這套制動(dòng)系統(tǒng)。

但iBooster畢竟與傳統(tǒng)的真空制動(dòng)助力不同，是一套需要企業(yè)進(jìn)行深度優(yōu)化的“電控”制動(dòng)系統(tǒng)。在進(jìn)行急剎時(shí)，動(dòng)能回收的脫離，與剎車(chē)系統(tǒng)的介入時(shí)機(jī)，在這套系統(tǒng)中顯得尤為重要。而對(duì)這一時(shí)機(jī)的掌握、輔助駕駛模式中iBooster的作用、iBooster的制動(dòng)力度等等，都是車(chē)企自行標(biāo)定的。

而特斯拉在?？诘募眲x事件中所表現(xiàn)出的工況狀態(tài)，即從在20～30公里每小時(shí)的慢速狀態(tài)下，兩腳輕點(diǎn)剎、接一腳重剎后撞墻的表現(xiàn)可以看出，特斯拉作為一家在電控系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛技術(shù)上非常激進(jìn)的企業(yè)，在做iBooster調(diào)教時(shí)，將其主動(dòng)介入的時(shí)機(jī)調(diào)整得過(guò)于晚了，把動(dòng)能回收的優(yōu)先級(jí)放在了非?？壳暗奈恢?。但在低速工況時(shí)輕踩剎車(chē)啟用的動(dòng)能回收，并不能產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力，等到駕駛員意識(shí)到的時(shí)候，再重剎已經(jīng)來(lái)不及了。

另外，回顧2020年至2021年眾多特斯拉的剎車(chē)失靈事故，特斯拉官方的做法，往往都是更換全新的iBooster總成。這說(shuō)明特斯拉的iBooster系統(tǒng)更新迭代的速度非?？欤枰倪M(jìn)的地方也有很多。而如果特斯拉能夠勇敢出來(lái)解決問(wèn)題、息事寧人的話(huà)，也不至于像今天這樣成為眾矢之的了。