从真空助力到电控制动，特斯拉缘何“刹不住”?

马点秋

2021年4月19日，2021上海国际车展，一位女士站在特斯拉展车车顶，高声呼喊：“刹车失灵。”

一起车展中特斯拉展台的女车主维权事件，让这家全球市值第一的车企再一次被推上风口浪尖。

事件发生后，特斯拉全球副总裁、负责特斯拉大中华区事务的陶琳在接受媒体采访时，从口中说出“近期的负面都是她贡献的”“我觉得她也很专业，背后应该是有（人）的”这样的话语，更是将特斯拉长此以来，面对客户时高高在上的傲慢态度展露无遗。

偏向机器的“极右”企业文化

虽然一直以来，特斯拉面对客户投诉和维权的种种“骚操作”总能让人大跌眼镜，但其实这是与带有马斯克浓厚个人魅力色彩的企业文化密不可分的。要知道，特斯拉在美国的公关团队早在2020年就被马斯克解散。这之后在美国，特斯拉的公关几乎全靠老马的推特来进行。

从对人类移民火星这一愿景的坚信不疑，到对无人工厂、自动驾驶技术等“机器替代人类”方案的坚决实施，可以看出，马斯克是一个“极右”的理想主义者，其对机器的信任远远超过人类。特斯拉在世界范围内面对事故“决不妥协”的态度，与第一时间将错误归因于驾驶员错误操作的行为，同马斯克的理念一脉相承。

也因为如此的企业文化，前段时间甚至闹出过把车辆充电起火的原因归结为“有可能是国家电网提供的充电电流过大”这样的笑话。那么，在这次事件中，特斯拉是否真的存在维权女车主口中所说的“刹车失灵”这一问题呢？

值得关注的是，在此前的3月11日，海南海口刚刚发生过另一起因为特斯拉刹车失灵导致车辆撞墙的事件——而且经过特斯拉员工复盘后，出现了和车主所遭遇的一模一样的情形：在两脚轻点刹和一脚重刹后撞墙。特斯拉所采用的最新一代电控制动（IPB，Integrated Power Brake）系统博世iBooster二代，仿佛正是多起特斯拉刹车失灵事故背后的元凶。

2020年5月31日，中国台湾云林县，在一辆货车侧翻10分钟后，另一辆开启自动驾驶的特斯拉车辆与其相撞

/真空助力器大概可以把驾驶员脚部的刹车力量放大20倍。/

真空助力让汽车普及

要解释为什么问题出在“电控”制动系统上，首先要理解汽车上制动系统的工作原理。从1886年卡尔·本茨设计的第一台内燃机汽车诞生以来，现代汽车的发展史，基本可以看作是由纯机械结构逐渐转为电控结构的历史。

尤其是20世纪70年代后，由于电子技术的飞速发展，汽车防抱死制动系统、安全气囊、电子控制喷油和点火、三元催化剂等，在这一时期相继出现。而电子助力转向、行车电脑，直至集合了ABS（防抱死制动系统）、BAS（制动辅助系统）和ASR（加速防滑控制系统）的ESP车身稳定系统等，已经成为了现代车辆的标配。

但与其他零部件快速电控化的趋势不同的是，直到2014年博世推出的第一代iBooster系统诞生，汽车的制动系统才迈向了电控化的第一步。究其原因，大概是因为刹车从诞生之日起，就是汽车上保障司乘安全最重要的一代屏障，自然对其的技术迭代也是最为缓慢而谨慎的。

汽车上最早的刹车系统，类似于现在自行车上的手刹——可想而知，这并不能给疾驰的车辆提供足够的驱动力。后来，更高效率的脚刹应运而生，并逐渐加入了杠杆机构以及液压装置，来试图增大刹车力度。

然而，这在快速提升的引擎马力面前，仍然显得杯水车薪，以至于20世纪中后期的汽车驾驶员——尤其是公交车等大型车辆——往往都需要体格强健的男性担当，因为在进行车辆制动时需要用力踩下制动踏板。

/使用电机驱动的电动车，根本无从获得燃油车怠速状态下信手拈来的真空度。/

iBooster系統模型

尤其是紧急制动时，全车人的性命往往就掌握在司机那条踩刹车的右腿上。直到30多年前真空助力系统被发明，才使得刹车终于不再是一件难事。

真空助力系统的原理，是利用车辆引擎运行时“进气歧管”产生的真空，借助膜片式动力活塞，推动制动液来达到刹车的目的。真空助力器大概可以把驾驶员脚部的刹车力量放大20倍。这就让体格娇小的女性也有了将疾驰的车辆快速刹停的能力，为小型汽车进入寻常百姓家铺平了道路，可谓是汽车工业史上一项伟大的发明。

但真空助力系统也有其缺点，就是它只有在引擎工作的时候才能发挥作用，而且其产生的真空度完全取决于进气歧管的真空状态。换句话说，如果驾驶员猛踩油门，使得发动机节气门的开度非常大，进气歧管里面的真空度将变得非常小。此时如果踩下刹车，真空助力系统就不能提供足够的制动力，给驾驶员直观的感受就是刹车失灵了。如果没有真空度，70迈速度的车约需要200磅即90公斤的力量才能刹住。

汽车厂商也考虑到了驾驶员可能因为紧张“误踩油门”而发生类似的情况。欧洲的许多车企与日本的日产，都给旗下车辆配备了BOS（Brake Override System，刹车优先系统）。这套系统使得车辆在油门与刹车同时深踩的情况下，能够主动关闭进气门使得发动机回到怠速工况，从而提供足够的真空度供给真空助力系统，完成紧急状态下的刹车动作。这便是以iBooster为首的“电控”制动系统发明前，现代汽车制动系统的样子。

电动车续航，催生iBooster大规模推广

那么，为什么要用iBooster来代替已经非常成熟的真空助力方案呢？

首当其冲的原因，便是电动车的普及。使用电机驱动的电动车，根本无从获得燃油车怠速状态下信手拈来的真空度，每一度电都需要被用在刀刃上——毕竟续航里程才是现今电动车最大的痛点。

这样看，与其使用一套由电动真空泵驱动的真空助力系统，不如干脆改为“电控”制动系统更为直接和高效。由此，iBooster应运而生。对比传统的真空助力系统，iBooster拥有更为简单的结构、更小的体积、更高的灵敏度和效率。

2021年4月21日，广西南宁，张贴有维权横幅的特斯拉车辆

频出事故的特斯拉Model 3

并且最重要的，它可以和车内的其他驾驶辅助系统实现无缝连接，比如ACC自适应巡航、动能回收系统等等，从而使得L1-L5级别的自动驾驶变为可能。此外，iBooster本身也拥有数道安全屏障来保证制动系统的有效运作。

如果车载电源不能满负载运行，iBooster就以节能模式工作，以避免给车辆电气系统增加不必要的负荷，同时防止车载电源发生故障。

而如果iBooster发生故障，ESP会接管并提供制动助力（主动增压）。

在上述两种情况下，制动系统均可在200N踏板力作用下，提供0.4g的减速度。

如果车载电源失效，即断电模式下，驾驶员仍可以通过无制动助力的纯液压模式，对所有4个车轮施加车轮制动，使车辆安全停止（这和传统的真空助力器失效时的安全模式一致）。

电控制动仍需深度优化

随着时代的发展，iBooster等电子助力制动系统的大规模运用无可阻挡。如今的比亚迪汉、理想ONE，以及当下事件的主角特斯拉Model 3，都是采用博世的这套制动系统。

但iBooster毕竟与传统的真空制动助力不同，是一套需要企业进行深度优化的“电控”制动系统。在进行急刹时，动能回收的脱离，与刹车系统的介入时机，在这套系统中显得尤为重要。而对这一时机的掌握、辅助驾驶模式中iBooster的作用、iBooster的制动力度等等，都是车企自行标定的。

而特斯拉在海口的急刹事件中所表现出的工况状态，即从在20～30公里每小时的慢速状态下，两脚轻点刹、接一脚重刹后撞墙的表现可以看出，特斯拉作为一家在电控系统和自动驾驶技术上非常激进的企业，在做iBooster调教时，将其主动介入的时机调整得过于晚了，把动能回收的优先级放在了非常靠前的位置。但在低速工况时轻踩刹车启用的动能回收，并不能產生足够的制动力，等到驾驶员意识到的时候，再重刹已经来不及了。

另外，回顾2020年至2021年众多特斯拉的刹车失灵事故，特斯拉官方的做法，往往都是更换全新的iBooster总成。这说明特斯拉的iBooster系统更新迭代的速度非常快，需要改进的地方也有很多。而如果特斯拉能够勇敢出来解决问题、息事宁人的话，也不至于像今天这样成为众矢之的了。