전자 유압 브레이크 시스템 (One Box Brake System) 뜯어보기

운이 좋게도 자동차 샤시 전장 설계실에서 인턴 기회를 얻게 되었습니다.

그 중에도 전자 유압 브레이크(E-brake)를 담당하고 있는 팀에서 인턴 생활을 하고 있습니다.

인턴으로 지내면서 공부하고 정리했던 내용들을 올려보도록 하겠습니다.

---

개념

• One Box Brake System은 브레이크 부스터 + ABS/ESP 제어 장치를 하나의 모듈로 통합한 전자 유압 브레이크 시스템(EHB, Electro-Hydraulic Brake)
• Brake-by-Wire 개념의 한 형태로, 운전자의 페달 조작이 기계적으로 바퀴 제동 회로와 직접 연결되지 않음
• 제동력은 전기 모터와 유압 생성 장치가 전적으로 담당
• 페달에는 감각 시뮬레이터가 달려 있어 운전자에게 제동 감각을 전달

 

동작 원리

 

정상 제동

1. 페달 스트로크 센서가 운전자의 페달 변위를 측정
2. ECU가 목표 제동압(휠 실린더 압력)을 계산
3. 전동 유압 발생 장치가 모터를 구동해 유압 생성
4. 전자제어 밸브를 통해 각 바퀴 제동력 분배
5. 페달 감각 시뮬레이터가 스프링과 댐퍼로 실제 제동 느낌 재현

 

회생 제동 연계

• 회생 제동 요구 시, ECU가 모터 제동 토크와 유압 제동 비율을 실시간으로 조정
• 저속 또는 급제동 시 유입 비중이 높아짐
• 일반 감속 시 회생 비중이 높아짐

 

고장 시 동작

• 일부 설계에서는 저성능 유압 백업 회로나 EPB(전동 파킹 브레이크)로 비상 제동
• 2-Box(iBooster + ESP) 대비 기계적 백업 경로가 제한적

 

구조 구성 요소

• 페달 모듈 : 스트로크 센서, 페달 감각 시뮬레이터
• 전동 유압 발생 장치 : 모터, 피스톤/펌프, 감압 밸브
• 제어 밸브 블록 : ABS, ESC, TCS 기능 포함
• 제어 ECU : 제동 요청 해석, 압력 제어, 회생 제동 연계, ADAS 연동

 

장점

1. 통합화, 경량화 : 부품 수 감소, 배선 및 배관 단순화
2. 제어 자유도 : 페달 감각과 제동 특성 SW 조정 가능
3. 고효율 회생 제동 : 0.3 ~ 0.5g 감속까지 회생 가능
4. ADAS/자율주행 호환성 : AEB, ACC, LKA 등과 제동 연동 용이
5. 플랫폼 유연성 : EV, 하이브리드, 내연기관차 모두 적용 가능

 

단점

1. 노면 피드백 부재 : ABS 작동 시 페달 진동 없음 → 노면 상태 감지 어려움
2. 전자 의존성 ↑ : 전원 및 통신 장애 시 제동 성능 저하 위험
3. 백업 제동 한계 : 전자 부품 고장 시 비상 제동 성능이 2-Box 대비 떨어짐
4. 페달 감각 이질감 : 시뮬레이션 방식 특유의 반응 지연 가능성

 

2-Box 시스템과의 비교

구분	One Box	Two Box
구성	EHB + ABS/ESP 일체형	EHB와 ESP 분리
페달-제동 회로 연결	완전 전자식 (기계 분리)	일부 기계 연결 존재
백업 제동	제한적, 주로 EPB 활용	ESP 유압 기능으로 가능
회생 제동 효율	높음 (0.3 ~ 0.5g)	보통 (0.3g 이하)
비용	낮음 (부품 통합)	높음 (부품 이중)
피드백 감각	제한적	존재(ABS 작동 시 진동 전달)