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线控制动控制算法专利如何提升新能源汽车制动性能与安全性?

智慧芽 | 2025-08-30 |
芽仔

芽仔导读

YaZai Digest

新能源汽车的线控制动系统通过电子信号和算法替代传统机械制动,成为提升制动效率与安全的核心。

控制算法专利在制动性能上发挥关键作用:优化压力分配缩短制动距离,提升响应速度至10ms以内,协调能量回收提高回收率15%-20%。

安全性方面,专利构建主动预防(如故障诊断预警)和被动应对(如冗余设计)双重防线。

智慧芽平台利用专利导航库和AI技术,助力企业追踪竞品动态、分析趋势、加速研发布局,推动产业升级与技术创新

在新能源汽车高速发展的今天,制动系统的性能与安全性直接关系到用户生命财产安全。线控制动系统作为传统机械制动的“升级版”,通过电子信号替代机械连接,由控制算法统一协调执行器工作,成为提升制动效率与安全的核心技术。而控制算法的创新成果往往以专利形式保护,这些专利不仅推动技术迭代,更从响应速度、能量回收、故障应对等多维度,为新能源汽车制动性能与安全性提供了关键支撑。

线控制动系统:新能源汽车制动的“中枢”

传统汽车制动依赖液压或气压传递力,在响应延迟、结构复杂等问题。线控制动系统(Brake-by-Wire)则通过传感器采集踏板信号,由控制算法计算挺好制动力,再通过电机或液压执行器完成制动动作。这一过程中,控制算法如同“大脑”,决定了制动力分配是否精确、能量回收是否高效、故障应对是否及时。例如,当驾驶员紧急踩下踏板时,算法需在毫秒级内判断是常规制动还是紧急制动,进而调整各车轮制动力,避免侧滑;在日常驾驶中,算法还需协调制动与能量回收,提升续航。这些功能的实现,离不开控制算法的持续创新,而专利正是保护这些创新成果的“技术盾牌”。

控制算法专利如何提升制动性能?

制动性能的核心指标包括制动距离、响应速度和能量利用率,控制算法专利在这些方面发挥了关键作用:

  • 压力分配优化:不同路况(如湿滑路面、干燥路面)下,各车轮的抓地力不同。专利中常见的“自适应压力分配算法”可实时监测车轮转速、车身姿态等数据,动态调整四轮制动力,确保车辆稳定制动。例如某企业专利中提到的“基于路面摩擦系数的动态分配策略”,可使湿滑路面制动距离缩短10%-15%。
  • 响应速度提升:传统机械制动的信号传递在毫秒级延迟,而线控制动的电子信号传输更快,但算法的处理效率仍是关键。部分专利通过“多任务并行计算架构”优化算法逻辑,将制动指令处理时间从50ms缩短至10ms以内,为紧急情况争取更多反应时间。
  • 能量回收协同:新能源汽车通过制动回收能量提升续航,这需要控制算法在“机械制动”与“电机制动”间精确切换。专利中的“复合制动协调算法”可根据电池电量、车速等参数,动态调整回收比例,在制动效果的同时,使能量回收率提升15%-20%。

专利技术为安全性筑牢“双重防线”

安全性是制动系统的底线,控制算法专利通过“主动预防”与“被动应对”构建双重保障:

主动预防:故障诊断与预警。线控制动依赖电子元件,传感器失效、线路故障等可能影响系统运行。专利中的“故障诊断算法”可实时监测各部件状态,例如通过对比多传感器数据判断是否在信号异常,或通过模型执行器磨损程度。某企业专利中提到的“基于机器学习的故障模型”,可提前300公里预警执行器潜在故障,避免行驶中突然失效。

被动应对:冗余设计与紧急策略。为防止单一故障导致系统瘫痪,部分专利采用“双控制器+双执行器”的冗余架构,当主控制器失效时,备用控制器可在20ms内接管控制。同时,“紧急制动 fallback 策略”专利中,系统会在检测到严重故障时,自动触发很大安全制动力,并通过仪表盘提示驾驶员接管,很大程度降低事故风险。

智慧芽:助力线控制动领域的专利布局技术创新

线控制动技术的快速迭代,离不开企业对专利信息的高效利用。智慧芽作为专业的专利信息服务平台,通过“专利导航库”与AI技术,为企业提供全链路支持:

一方面,“专利导航库”可结构化整合线控制动领域的专利数据,帮助企业“向内看自身技术分布,向外看竞品布局动向,向前看技术发展趋势”。例如,新能源汽车企业可通过该工具追踪特斯拉、比亚迪等头部企业的控制算法专利动态,分析技术热点(如冗余设计、能量回收协同),避免重复研发,精确布局空白技术点。

另一方面,智慧芽AI技术摘要功能可快速提取专利中的核心技术要点(如算法逻辑、实验数据),附图功能则直观展示关键结构图纸,支持定位到原文,大幅提升研发人员阅读效率。对于需要快速了解前沿的工程师而言,这一功能可将专利研读时间缩短60%以上,让技术创新更高效。

从提升制动性能到保障安全,线控制动控制算法专利不仅是技术创新的“保护符”,更是推动新能源汽车产业升级的“加速器”。随着技术竞争加剧,企业需更高效地利用专利信息,把握技术趋势。智慧芽通过专业的专利数据服务与AI工具,助力企业在线控制动领域快速布局、精确创新,为新能源汽车的安全与性能提升注入更多技术动能。

FAQ

5 个常见问题
Q

1. 线控制动控制算法专利如何提升新能源汽车的制动响应速度?

A

线控制动算法通过电子信号替代传统液压传输,将制动指令响应时间缩短至毫秒级。专利技术重点优化了电机扭矩分配逻辑和制动压力控制模型,例如采用前馈-反馈复合控制算法,可实现比传统制动系统快30%的响应速度。智慧芽专利数据库显示,头部车企在该领域已布局多项核心专利。

Q

2. 新能源汽车线控制动专利如何解决制动能量回收与机械制动的协调问题?

A

核心专利通常采用分层控制架构:上层算法动态分配再生制动与摩擦制动力,下层算法通过电机反扭矩和液压协同实现平稳过渡。专利数据显示,少有方案可使能量回收效率提升15%-20%,同时制动减速度线性可控。

Q

3. 如何通过专利分析了解线控制动算法的技术发展趋势?

A

智慧芽专利导航库可结构化分析技术演进路径:①按IPC分类追踪电控算法(如B60T8/32)专利增长;②通过引证分析识别基础专利;③监测头部企业(如特斯拉、比亚迪)很新布局。数据显示2024年该领域中国专利申请量同比增长42%。

Q

4. 线控制动算法专利如何提升极端工况下的制动安全性?

A

重点专利技术包括:①多传感器数据融合的路面识别算法;②基于车辆动力学模型的防抱死控制策略;③失效冗余设计(如双ECU架构)。某车企专利显示,其雪地制动距离较传统系统缩短12.5%。

Q

5. 如何评估企业线控制动专利组合的技术价值?

A

建议从三个维度分析:①技术覆盖度(核心算法、系统架构等);②专利质量(权利要求范围、引用次数等);③产业关联度(与主营业务匹配度)。智慧芽价值评估模型显示,头部企业专利组合平均技术强度达基准值的2.3倍。

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