2020-2025年中國汽車底盤電動化、智能化、輕量化發(fā)展趨勢分析及電池盒發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析[圖]

    電動化方面新能源電池盒產(chǎn)品單車價值量高達3,000-5,000元，智能化方面線控制動和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單車價值量分別約2,500元、4,000元，輕量化方面鋁合金控制臂、副架、轉(zhuǎn)向節(jié)、制動鉗等產(chǎn)品單車價值量近5,000元，2025年市場空間合計約約763億元，年均復(fù)合增速23%。

    一、 概況

    汽車一般由發(fā)動機、底盤、車身、電氣等主要部分組成，其中底盤是指汽車上由傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)等部分的組合，其功能包括支承、安裝汽車車身、發(fā)動機及其它各部件及總成，形成汽車的整體造型，承受發(fā)動機動力，保證車輛正常行駛等。

    底盤產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括鋼鐵、有色金屬、塑料、橡膠、電子元器件等，經(jīng)過產(chǎn)業(yè)鏈中游的底盤零部件企業(yè)進行組裝制造生產(chǎn)，生產(chǎn)的傳動、行駛、轉(zhuǎn)向、制動等底盤子系統(tǒng)售予下游整車生產(chǎn)廠家。

    上游鋼鐵、塑料、橡膠等原材料的價格波動對于底盤零部件的毛利率等具有較大影響。下游整車的生產(chǎn)決定了底盤零部件的需求，同時整車的技術(shù)升級也將帶來底盤零部件的形態(tài)變化。

    1傳動系統(tǒng)

    汽車的傳動系統(tǒng)主要由離合器、變速器、傳動軸、主減速器、差速器以及半軸等部分組成，其功能是將發(fā)動機輸出的動力送達驅(qū)動輪。

    汽車傳動系的布置形式與發(fā)動機的位置及驅(qū)動形式有關(guān)，一般可分為前置前驅(qū)、前置后驅(qū)、后置后驅(qū)、中置后驅(qū)、四驅(qū)等多種形式。

    2行駛系統(tǒng)

    汽車行駛系統(tǒng)由車架、車橋、車輪和懸架組成，其功能包括：1）接受由發(fā)動機經(jīng)傳動系傳來的轉(zhuǎn)矩，并通過驅(qū)動輪與路面間的附著作用，驅(qū)動汽車正常行駛；2）傳遞并承受路面作用于車輪上的各種反力及其所形成的力矩；3）盡量緩和不平路面對車身造成的沖擊和振動，保證汽車的平順行駛；4）與汽車轉(zhuǎn)向系協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)汽車行駛方向的正確控制，以保證汽車操縱穩(wěn)定性。

    1)車架

    車架是跨接在汽車前后車橋上的框架式結(jié)構(gòu)，一般由兩根縱梁和數(shù)根橫梁組成，經(jīng)由懸掛裝置﹑前橋﹑后橋支承在車輪上。車架的功用是支撐、連接汽車的各總成，使各總成保持相對正確的位置，并承受汽車內(nèi)外的各種載荷。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，車架可以分為邊梁式車架、中梁式車架和綜合式車架（前部邊梁式、后部中梁式）等，其中邊梁式車架應(yīng)用最為廣泛。

綜合式車架示意圖

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邊梁式車架

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    2)車橋

    車橋（又稱車軸）通過懸架與車架（或承載式車身）相連接，其兩端安裝車輪。車橋的作用是傳遞車架（或承載式車身）與車輪之間各方向的作用力及其力矩。

    根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)的不同，車橋可以分為整體式與斷開式兩種。根據(jù)車橋上車輪的作用，車橋也分成轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和支持橋等四種，其中轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動橋。轉(zhuǎn)向橋由前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)、主銷和輪轂等組成，驅(qū)動橋由主減速器、差速器、半軸、橋殼等組成。

    大多數(shù)乘用車采用前置前驅(qū)動，前橋成為轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，后橋充當(dāng)支持橋。部分汽車采用前置后驅(qū)動，因此前橋作為轉(zhuǎn)向橋，后橋作為驅(qū)動橋。

整體式及斷開式車橋

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    3）車輪

    車輪是固定輪胎內(nèi)緣、支持輪胎并與輪胎共同承受負(fù)荷的剛性輪，一般由輪輞與輪輻組成。按輪輻的構(gòu)造，可分為輻板式車輪和輻條式車輪。按車輪材質(zhì)，可以分為鋼制、鋁合金、鎂合金等車輪。

    輪胎規(guī)格常用一組數(shù)字表示，前一個數(shù)字表示輪胎斷面寬度，后一個表示輪輞直徑，以英寸為單位。例如165/70R14表示胎寬165毫米，扁平率70,輪輞直徑14英寸。中間的字母或符號有特殊含義：“X”表示高壓胎；“R”、“Z”表示子午胎；“一”表示低壓胎。

車輪結(jié)構(gòu)

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    4)懸掛

    汽車懸掛是連接車輪與車身的機構(gòu)，對車身起支撐和減振的作用。懸掛主要功能是傳遞作用在車輪和車架之間的力，并且緩沖由不平路面帶來的沖擊力，以保證汽車的平順行駛。

    典型的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括彈性元件（彈簧等）、減震器以及導(dǎo)向機構(gòu)（連桿等）等部分，這三部分分別起緩沖、減振和力的傳遞作用。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸掛系統(tǒng)多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，部分高級轎車則使用空氣彈簧。

    懸掛可以分為獨立懸掛和非獨立懸掛，區(qū)別在于獨立懸掛的左右兩個車輪間沒有硬軸進行剛性連接，一側(cè)車輪的懸掛部件全部都只與車身相連，而非獨立懸掛兩個車輪間不是相互獨立的，之間有硬軸進行剛性連接。從結(jié)構(gòu)上看，獨立懸掛由于兩個車輪間沒有干涉，一般舒適性和操控性更好。而非獨立懸掛結(jié)構(gòu)簡單，具有更好的剛性和通過性。此外根據(jù)具體結(jié)構(gòu)，還可以分為麥弗遜式懸掛、雙叉臂式懸掛、扭轉(zhuǎn)梁式懸掛、多連桿懸掛等。目前大多數(shù)乘用車前懸都采用獨立式的麥弗遜懸掛，后懸多采用扭轉(zhuǎn)梁式、多連桿式等。

    3、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

    轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置，其功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。按照動力來源，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為兩大類：機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有傳力件都是機械的。機械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)三大部分組成。

    動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是兼用駕駛員體力和發(fā)動機動力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系，一般是在機械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套動力轉(zhuǎn)向裝置而成。在正常情況下，汽車轉(zhuǎn)向所需能量只有一小部分由駕駛員提供，而大部分是由發(fā)動機通過動力轉(zhuǎn)向裝置提供的。但在動力轉(zhuǎn)向裝置失效時，一般還應(yīng)當(dāng)能由駕駛員獨立承擔(dān)汽車轉(zhuǎn)向任務(wù)。

機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖

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    4、制動系統(tǒng)

    制動系統(tǒng)是使汽車的行駛速度可以強制降低的一系列專門裝置，主要由供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器等部分組成，常見的制動器主要有鼓式制動器和盤式制動器。

    鼓式制動器主要包括制動輪缸、制動蹄、制動鼓、摩擦片、回位彈簧等部分，主要是通過液壓裝置使摩擦片與歲車輪轉(zhuǎn)動的制動鼓內(nèi)側(cè)面發(fā)生摩擦，從而起到制動的效果。

    盤式制動器主要由制動盤、制動鉗、摩擦片、分泵、油管等部分構(gòu)成，主要通過液壓系統(tǒng)把壓力施加到制動鉗上，使制動摩擦片與隨車輪轉(zhuǎn)動的制動盤發(fā)生摩擦，從而達到制動的目的。

    二、汽車發(fā)展趨勢

    1、電動化

    在電池成本下降、產(chǎn)品技術(shù)提升等因素推動下，全球電動車產(chǎn)銷量快速增長，新能源已成為全球汽車發(fā)展方向。

    2018年中國新能源汽車銷量高達125.6萬輛，同比增長61.7%。新能源汽車在國內(nèi)市場份額為4.5%，比2017年提高了1.8個百分點。全球多個國家均在積極推動電動汽車發(fā)展。

    2018年全球新能源汽車銷量接近200萬輛，中國、美國、日本、德國等地新能源汽車市場份額均已突破1%。

    隨著技術(shù)進步以及相關(guān)政策的推動，全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)將順利克服產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入期的挑戰(zhàn)，駛?cè)氚l(fā)展的快車道。

    2、智能化

    智能化是汽車另外一個重要發(fā)展方向。按照功能不同，美國汽車工程師學(xué)會（SAE）將無人駕駛分為輔助駕駛、部分自動化駕駛、有條件自動化駕駛、高度自動化駕駛和完全自動化駕駛等五個階段。

    目前歐美等部分發(fā)達國家輔助駕駛與部分自動化駕駛技術(shù)（L1/L2）較為成熟，部分功能已在眾多中高端車上搭載，有條件與高度自動化駕駛技術(shù)（L3/L4）則大都處于試驗階段，少量搭載L3車型開始上市。國內(nèi)智能汽車發(fā)展相對較晚，目前仍處于L1/L2滲透過程中。

自動駕駛分級

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    2018年我國ADAS自動駕駛滲透率約為10%，歐美等發(fā)達國家約為15%以上。全球及國內(nèi)自動駕駛滲透率將快速提升，預(yù)計2025年L1/2滲透率將達到50%，L3將達到15%，而L4/5有望達到5%。

2016-2040年分等級自動駕駛汽車滲透率及預(yù)測

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    國內(nèi)近期推進以自主環(huán)境感知為主、網(wǎng)聯(lián)信息服務(wù)為輔的部分自動駕駛應(yīng)用，2020年駕駛輔助(DA)、部分自動駕駛(PA)車輛市場占有率約50%；中期重點形成網(wǎng)聯(lián)式環(huán)境感知能力，實現(xiàn)可在復(fù)雜工況下的半自動駕駛，2025年高度自動駕駛(HA)車輛占有率約10%~20%；遠期推動可實現(xiàn)V2X協(xié)同控制、具備高度/完全自動駕駛功能的智能化技術(shù)，2030年完全自主駕駛(FA)車輛市場占有率近10%。

    從企業(yè)規(guī)劃來看，國外大部分整車廠計劃將在2020年前后投放L3級量產(chǎn)車，并將在2025年前后實現(xiàn)L4級量產(chǎn)。百度、谷歌、特斯拉等科技公司規(guī)劃2020年前后實現(xiàn)L4/L5級別自動駕駛。

    國內(nèi)部分主機廠計劃在2020年實現(xiàn)L3級自動駕駛，如北汽、廣汽新能源等；2025年實現(xiàn)L4自動駕駛。但是國內(nèi)造車新勢力們則相對激進，部分企業(yè)提出在2020年就將自動駕駛達到L4級別。

    3、輕量化

    除了電動化和智能化，在燃油車油耗和電動車?yán)m(xù)航里程等因素推動下，輕量化是汽車產(chǎn)業(yè)另一個重要發(fā)展方向。

    燃油經(jīng)濟性一直是消費者購車時關(guān)注的焦點，油耗問題也長期位居J.D.Power客戶關(guān)注度前列。為了可持續(xù)發(fā)展，世界各國都制定了汽車燃油消耗標(biāo)準(zhǔn)，中國也同樣發(fā)布了乘用車燃料消耗量的限制政策，目標(biāo)是2020年乘用車平均燃料消耗量降至5.0升/百公里。

    141家車企的燃料消耗量達標(biāo)率為僅有46.8%。考慮到新能源汽車的折算系數(shù)逐漸下降，油耗要求年度降幅越來越大，滿足要求將會變得越來越難。

2016-2020年國內(nèi)油耗限值及預(yù)測

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2016-2020年國內(nèi)油耗年度降幅及預(yù)測

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    但是傳統(tǒng)發(fā)動機的油耗改進措施較為有限，而且多種措施疊加的節(jié)油邊際收益會越來越小，增加的零件成本也會越來越高。因此傳統(tǒng)的措施很難滿足平均油耗2020年降到5升/百公里的要求，必須尋求其它措施。根據(jù)測算，一般車重每減少10%，油耗可以降低約6%-8%。從技術(shù)可行性上看，輕量化是傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車降低油耗并滿足第四階段油耗限值的必然選擇。消費者需求推動整車企業(yè)發(fā)展高續(xù)航車型。近年來國內(nèi)新能源汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展，電動車銷量節(jié)節(jié)攀升。但電動車車主大都有里程焦慮癥，而更多的消費者還在觀望是否選擇電動車，電動車的續(xù)航里程是主要因素。目前一般內(nèi)燃機車加滿油的續(xù)航里程都在500-700公里，而主流電動車?yán)m(xù)航里程只有300-500公里左右，和內(nèi)燃機汽車差距巨大，而且還會隨著時間推移和電池老化而慢慢減少。

    國家法規(guī)推動企業(yè)增加電動車?yán)m(xù)航里程。新能源汽車積分直接與續(xù)航里程正相關(guān)，而續(xù)航里程是新能源乘用車獲得較高補貼的主要因素。為了獲得較高的新能源汽車積分和購置補貼，整車企業(yè)有動力發(fā)展高續(xù)航電動車。

    為了增加續(xù)航里程，汽車廠商紛紛增加電池容量。但增加電池的同時也增加了整車質(zhì)量，使得續(xù)航里程的改善達不到預(yù)期效果。因此光增加電池很難解決續(xù)航里程問題，必須同時降低整車質(zhì)量。除了高速工況下空氣阻力占比較大外，一般行駛工況下電動車耗費的能量都和整車質(zhì)量正相關(guān)。

    純電動車的整車成本結(jié)構(gòu)中，電池約占30%~50%。在相同的續(xù)航里程下，采用輕量化技術(shù)的電動車可以減少電池數(shù)量，從而大幅度降低電池成本和整車成本。德國研究機構(gòu)FKA此前研究表明，對于高爾夫之類大小的電動車型，在相同續(xù)航里程及產(chǎn)銷量10萬輛情況下，使用全鋁車身將增加1,015歐元成本，但可以節(jié)省電池成本1,650歐元，總成本將減少635歐元。

    三、底盤系統(tǒng)

    汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢是電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化、輕量化。面對這些發(fā)展趨勢，零部件子系統(tǒng)受到的影響各不相同，一般有增減零部件、提升或降低單車價值量等影響。

    電動化對于底盤（新增電池殼）、空調(diào)冷卻（電動空調(diào)、電池冷卻系統(tǒng)）、電子電氣等子系統(tǒng)具有增量作用，對于動力總成則有增（電動車新增電池電機電控等）有減（電動車無需發(fā)動機變速箱燃油系統(tǒng)等）。智能化主要對底盤系統(tǒng)（線控底盤）、通訊控制系統(tǒng)、電子電氣系統(tǒng)等具有增量作用。

    網(wǎng)聯(lián)化主要對通訊控制（增加T-box等聯(lián)網(wǎng)零件）、電子電氣系統(tǒng)具有增量作用。共享化則主要側(cè)重于汽車商業(yè)模式的改變，同時對通訊控制（增加聯(lián)網(wǎng)及控制零件）、電子電氣系統(tǒng)具有增量作用。

    輕量化應(yīng)用范圍較廣，對動力總成、底盤、內(nèi)飾、車身、外飾等都具有增量作用。對于底盤系統(tǒng)，電動化、智能化、輕量化都將帶來底盤系統(tǒng)的單車價值量大幅提升，相關(guān)供應(yīng)商有望受益。

    1、電池盒

    電動化是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，新能源汽車的市場份額快速提升，也將為底盤零部件帶來新的機遇。對比傳統(tǒng)燃油車和新能源汽車的底盤系統(tǒng)，我們可以發(fā)現(xiàn)，傳動系將會發(fā)生較大變化，制動系需要將機械真空泵替換成電子真空泵，行駛系和轉(zhuǎn)向系基本一致，此外需要新增電池盒等零件。

傳統(tǒng)底盤與電動車底盤比較

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    新能源汽車的底盤設(shè)計有兩種途徑，一種是由傳統(tǒng)底盤改制設(shè)計，盡可能地沿用原有設(shè)計，根據(jù)需要進行部分的改制工作，開發(fā)難度小、開發(fā)成本低、開發(fā)周期短，并且能夠與傳統(tǒng)車共用平臺，并在很大程度上沿用傳統(tǒng)車的成熟零部件。但是考慮到公用性等，在開發(fā)設(shè)計的過程中受到的限制較多，總布置的難度較大，模塊集成化較低等缺點。另外一種是新能源專有平臺開發(fā)，沒有燃油車公用等眾多限制，新能源專有底盤的設(shè)計可以更優(yōu)化、集成度更高、性能更卓越，因此專有平臺已經(jīng)成為新能源汽車底盤設(shè)計的新趨勢。

    動力電池系統(tǒng)是新能源汽車的核心動力來源，為整車提供驅(qū)動電能，主要由電芯、模塊、電氣系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、箱體和電池管理系統(tǒng)BMS等組成。

    其中電池殼體是新能源汽車動力電池的承載件，由上蓋與下殼體兩部分組成，主要用于保護鋰電池在受到外界碰撞、擠壓時不會損壞。電池包殼體作為電池模塊的承載體，對電池模塊的安全工作和防護起著關(guān)鍵作用。

    一般電芯由專業(yè)的動力電池供應(yīng)商提供，Pack系統(tǒng)一般由動力電池供應(yīng)商、主機廠、第三方供應(yīng)商提供。而電池盒體積較大，對于加工設(shè)備、工藝、設(shè)計能力等要求相對較高，因此目前主要由專業(yè)供應(yīng)商提供。

    2、電池盒發(fā)展趨勢

    按照材料來看，電池盒主要有鋼板、鋁板（包括壓鑄、擠壓等）、復(fù)合材料（碳纖維等）等幾種形式，目前應(yīng)用較多的是鋼制、鋁制。

    傳統(tǒng)的燃油車主要以鋼制車身為主，整車企業(yè)對鋼鐵的研究及技術(shù)的應(yīng)用較為熟悉，所以電池包箱體開始是鋼制件。隨著續(xù)航里程要求推動輕量化需求提升，鋁合金產(chǎn)品使用越來越多。

    不同材料各有特點，其中鋁板（擠壓/壓鑄）具有重量輕、成本適中等優(yōu)點，未來有望占據(jù)主流。

    2018年國內(nèi)新能源汽車銷售125.6萬輛，滲透率僅有4.5%，因此新能源汽車及電池包尚處于早期成長階段。隨著新能源汽車產(chǎn)銷量逐步擴大，電池殼產(chǎn)品市場空間有望快速增長，測算，2020-2025年電池殼市場空間年均復(fù)合增速高達19%。

2020-2025年新能源乘用車銷量預(yù)測

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2020-2025年新能源乘用車市場空間預(yù)測

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    目前國內(nèi)外電池盒供應(yīng)商主要有凌云股份（收購德國WAG）、華域汽車（賽科利）、華達科技、金鴻順、拓普集團、本特勒等，配套關(guān)系如下表。從市場格局來看，目前電池盒尚處于發(fā)展早期階段，市場格局尚不明朗。

    四、底盤發(fā)展趨勢分析

    1、底盤智能化

    線控制動是未來趨勢，近一百年來，汽車制動系統(tǒng)經(jīng)歷了從機械到液壓再到電子（ABS/ESC）的進化過程，未來的發(fā)展趨勢將是線控制動。

    最原始的制動是機械制動，駕駛員操縱一組簡單的機械裝置向制動器施加作用力，從而達到制動的效果。后來隨著汽車質(zhì)量的增加，開始出現(xiàn)真空助力裝置。

    隨著技術(shù)不斷進步，液壓制動技術(shù)開始發(fā)展，但到20世紀(jì)50年代液壓助力制動器才成為現(xiàn)實。當(dāng)駕駛員踩下制動踏板，力經(jīng)過推桿傳到主缸活塞從而壓縮制動液，制動液經(jīng)過油管加大制動輪缸的壓力，輪缸活塞在壓力作用下驅(qū)使制動蹄片壓向制動鼓，在摩擦片的作用下使制動鼓減小轉(zhuǎn)速或者停止轉(zhuǎn)動，達到制動的效果。

液壓制動系統(tǒng)

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機械制動系統(tǒng)

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    隨著電子技術(shù)的發(fā)展，防抱制動系統(tǒng)（ABS）逐步開始量產(chǎn)應(yīng)用和推廣。1978年8月，奔馳與博世在德國發(fā)布了全球首款A(yù)BS，并且率先應(yīng)用在W116世代的S級車上。

    ABS主要由ECU控制單元、車輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)裝置和制動控制電路等部分組成。在制動過程中，ABS控制單元不斷從車輪速度傳感器獲取車輪的速度信號，并進行處理，進而判斷車輪是否即將被抱死。當(dāng)車輪趨近于抱死臨界點時，制動分泵壓力不隨制動主泵壓力增加而增高，壓力在抱死臨界點附近變化，從而避免車輪抱死，減少了危險事故的發(fā)生。

    另外一項重要的發(fā)明就是車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESP），這也是博世的專利技術(shù)。其他公司也有類似的系統(tǒng)但叫法略有不同，如寶馬的DSC、豐田的VSC、通用的ESC等。ESP系統(tǒng)其實是一組車身穩(wěn)定性控制的綜合策略，是ABS（防抱死系統(tǒng)）和ASR（驅(qū)動輪防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)）功能上的延伸。ESP主要由控制總成ECU、轉(zhuǎn)向傳感器、車輪傳感器、側(cè)滑傳感器、橫向加速度傳感器等組成。

    當(dāng)汽車快速行駛或者轉(zhuǎn)向時，產(chǎn)生的橫向作用力會使汽車不穩(wěn)定，易發(fā)生事故，而ESP系統(tǒng)可以將這種情況防患于未然。例如當(dāng)車輛前面突然出現(xiàn)障礙物時，駕駛員必須快速向左轉(zhuǎn)彎，此時轉(zhuǎn)向傳感器將此信號傳遞到ESP控制總成，側(cè)滑傳感器和橫向加速度傳感器發(fā)出汽車轉(zhuǎn)向不足的信號，這就意味著汽車將會直接沖向障礙物。那么這時ESP系統(tǒng)將會瞬間將后輪緊急制動，這樣就能產(chǎn)生轉(zhuǎn)向需要的反作用力，使汽車按照轉(zhuǎn)向意圖行駛，避免直接撞向障礙物的事故發(fā)生。

    對于傳統(tǒng)燃油汽車，一般利用發(fā)動機提供真空助力；而電動車沒有發(fā)動機提供真空助力，需要使用電子真空泵，或者使用線控制動系統(tǒng)。對于智能汽車，尤其是L3及以上等級自動駕駛汽車，制動系統(tǒng)的響應(yīng)時間尤為重要，線控制動響應(yīng)更快，是實現(xiàn)自動駕駛安全的重要保障。

    線控制動系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)上發(fā)展而來的，使用電系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的機械或液壓系統(tǒng)，是汽車制動技術(shù)長期的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)制動系統(tǒng)由制動踏板施加能量，經(jīng)液壓或氣壓管路傳遞至制動器；而線控制動系統(tǒng)執(zhí)行信息由電信號傳遞，制動壓力響應(yīng)更快，因此剎車距離更短更安全。

    目前線控制動系統(tǒng)單價約2,500元，未來隨著產(chǎn)銷量上升帶來成本降低，價格有望下降至2,000元左右。按照2020年、2025年國內(nèi)乘用車銷量分別為2,300萬、2,700萬輛，線控制動系統(tǒng)滲透率分別為10%、30%進行估算，2020年、2025年國內(nèi)線控制動系統(tǒng)的市場空間分別為58億、162億元。從發(fā)展階段來看，線控制動尚處于發(fā)展早期階段，目前滲透率較低，僅有少量車型配備，新能源汽車配置率相對較高。隨著新能源汽車、L3及以上智能駕駛的逐步滲透，線控制動有望爆發(fā)。預(yù)測，線控制動2020-2025年市場空間年均復(fù)合增速高達23%。

2020-2025年線控制動系統(tǒng)市場空間預(yù)測

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    EHB國外廠商技術(shù)發(fā)展已經(jīng)比較成熟，國內(nèi)在努力追趕；EMB還處在研究階段，目前看短期較難有突破。目前線控制動系統(tǒng)的主要供應(yīng)商包括博世、采埃孚、大陸等國際零部件巨頭企業(yè)，大都從20世紀(jì)90年底開始研發(fā)，在底盤控制領(lǐng)域具有豐富的技術(shù)積累和供貨經(jīng)驗，具有一定的先發(fā)優(yōu)勢。

    從競爭要素來看，線控制動產(chǎn)品技術(shù)含量較高，且需要較長投入期，因此對于人才、技術(shù)和資本要求較高。目前國內(nèi)發(fā)展相對較好的有伯特利、拓普集團、萬安科技等，兼?zhèn)淙瞬?、技術(shù)和資本等優(yōu)勢，有望在未來的市場競爭中獲得一席之地。

    智能化推動線控轉(zhuǎn)向成為新趨勢。對于L3及以上等級智能汽車，部分或全程會脫離駕駛員的操控，因此智能駕駛控制系統(tǒng)對于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等要求控制精確、可靠性高，只有線控轉(zhuǎn)向（SteeringByWire,SBW）可以滿足要求，因此成為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。

    線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指，在駕駛員輸入接口（方向盤）和執(zhí)行機構(gòu)（轉(zhuǎn)向輪）之間是通過線控（電子信號）連接和控制的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，即在它們之間沒有直接的液力或機械連接。

    線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要分為三個部分：1）轉(zhuǎn)向盤系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、轉(zhuǎn)矩反饋電動機和機械傳動裝置；2）電子控制系統(tǒng)，包括車速傳感器，也可以增加橫擺角速度傳感器、加速度傳感器和電子控制單元以提高車輛的操縱穩(wěn)定性；3）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括角位移傳感器轉(zhuǎn)向電動機、齒輪齒條轉(zhuǎn)向機構(gòu)和其他機械轉(zhuǎn)向裝置等。

    線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是通過給助力電機發(fā)送電信號指令，從而實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行控制。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器將測量到的駕駛員轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成電信號輸入到電子控制器（ECU），ECU依據(jù)車速傳感器和安裝在轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)上的位移傳感器的信號來控制轉(zhuǎn)矩反饋電動機的旋轉(zhuǎn)方向，并根據(jù)轉(zhuǎn)向力模擬、生成反饋轉(zhuǎn)矩，控制轉(zhuǎn)向電動機的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)矩大小和旋轉(zhuǎn)的角度，通過機械轉(zhuǎn)向裝置控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向位置。

    線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點主要有：1）省略車輛前艙一部分轉(zhuǎn)向機械結(jié)構(gòu)的占用空間；2）沒有機械的轉(zhuǎn)向管柱，提高車輛的碰撞安全性；3)方向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力矩可以獨立設(shè)計，適應(yīng)不同類型駕駛員對“手感”的要求。

    線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點主要有：1）需要較高功率的力反饋電機和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機；2）復(fù)雜的力反饋電機和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機的算法實現(xiàn)；3）冗余設(shè)備導(dǎo)致額外增加成本和重量。

    目前EPS單價約1,500元，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以EPS為基礎(chǔ)，短期產(chǎn)銷量較低，預(yù)計單價約4,000元，后期隨著應(yīng)用范圍擴大，預(yù)計單價有望逐步降低至3,000元左右。

    按照2020年、2025年國內(nèi)乘用車銷量分別為2,300萬、2,700萬輛，線控制動系統(tǒng)滲透率分別為0.1%、15%進行估算，2020年、2025年國內(nèi)線控制動系統(tǒng)的市場空間分別為1億、122億元。

    從發(fā)展階段來看，線控轉(zhuǎn)向尚處于發(fā)展早期階段，目前滲透率極低，僅有少量車型配備。隨著L3及以上智能駕駛的逐步滲透，線控制動有望爆發(fā)。預(yù)測，線控制動2020-2025年市場空間年均復(fù)合增速高達166%。

2020-2025年線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)市場空間測算

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    EPS關(guān)鍵技術(shù)在于控制器的設(shè)計，核心內(nèi)容包括路感匹配、路感跟蹤、故障診斷及處理等。EPS的核心部件電機、電控、扭矩傳感器、角度傳感器基本都為各大主機廠內(nèi)部供應(yīng)。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)需要在EPS技術(shù)上發(fā)展，因此參與者絕大多數(shù)都是傳統(tǒng)的EPS系統(tǒng)供應(yīng)商，新廠商切入此領(lǐng)域比較困難。從競爭要素來看，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對于技術(shù)、資本、安全等要求較高，預(yù)計短期內(nèi)線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品還將為博世、采埃孚等巨頭所把控。目前拓普集團等企業(yè)在EPS等領(lǐng)域已有產(chǎn)品布局或量產(chǎn)，通過持續(xù)投入，未來國內(nèi)企業(yè)或?qū)⒂瓉戆l(fā)展機會。

    2、電子油門

    除了轉(zhuǎn)向和制動，電子油門也是線控系統(tǒng)重要的應(yīng)用。電子油門也稱為電控油門(E-Gas)或線控駕駛(drive-by-wire)。

    傳統(tǒng)節(jié)氣門操縱機構(gòu)是通過拉索或者拉桿對節(jié)氣門的開啟和關(guān)閉進行操作，拉索或拉桿的一端連接油門踏板，另一端連接節(jié)氣門聯(lián)動板。這種傳統(tǒng)油門的控制需要一系列的機械件進行傳動，雖然比較可靠，但不夠精確。

    電子油門控制系統(tǒng)是用線束（導(dǎo)線）來代替拉索或者拉桿，發(fā)動機控制模塊根據(jù)加速踏板的位置信號和發(fā)動機其它參數(shù)信號計算出節(jié)氣門的開度，然后向節(jié)氣門驅(qū)動電機發(fā)送驅(qū)動信號，由電機來控制節(jié)氣門的開度。

    電子油門主要由油門踏板、踏板位移傳感器、ECU（電控單元）、CAN總線、伺服電動機和節(jié)氣門執(zhí)行機構(gòu)組成。

    位移傳感器安裝在油門踏板內(nèi)部，當(dāng)監(jiān)測到油門踏板高度位置有變化，將此信息送往ECU，ECU對該信息和其它系統(tǒng)傳來的數(shù)據(jù)信息進行運算處理，計算出一個控制信號，通過線路送到伺服電動機繼電氣，伺服電動機驅(qū)動節(jié)氣門執(zhí)行機構(gòu)。

    目前電子油門踏板應(yīng)用相對成熟，乘用車產(chǎn)品單價約50元。按照2020年、2025年國內(nèi)乘用車銷量分別為2,300萬、2,700萬輛，電子油門滲透率按照100%計算，2020年、2025年國內(nèi)線控制動系統(tǒng)的市場空間分別為11.5億、12.2億元，市場空間相對穩(wěn)定。

    從發(fā)展階段來看，目前電子油門滲透率接近100%，處于成熟階段。從市場空間來看，增長主要來源于汽車產(chǎn)銷量的增長，整體走勢相對平穩(wěn)。

2020-2025年電子油門市場空間測算

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

    電子油門領(lǐng)域，目前國內(nèi)主要的供應(yīng)商包括海拉、聯(lián)電、寧波高發(fā)、奧聯(lián)電子、凱眾股份等，其中海拉市占率相對較高，預(yù)計達到60%。

    從競爭要素來看，電子油門產(chǎn)品相對成熟，產(chǎn)品選擇主要側(cè)重于質(zhì)量、價格、服務(wù)等。隨著寧波高發(fā)等國內(nèi)廠商技術(shù)逐漸進步，有望憑借較低價格及更好服務(wù)獲得更多合資客戶訂單，國產(chǎn)化將是電子油門領(lǐng)域重要發(fā)展方向，國內(nèi)供應(yīng)商有望受益。

    3、底盤輕量化

    燃油車油耗排放和電動車?yán)m(xù)航是國內(nèi)汽車廠商面臨的兩大挑戰(zhàn)，輕量化是解決問題的關(guān)鍵之一，因此也是汽車未來重要的發(fā)展方向。

    汽車行業(yè)很早就開始探索輕量化技術(shù)，主要手段包括選用輕質(zhì)材料、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和選擇先進制造工藝等。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和先進制造工藝帶來的減重效果相對較小，因此目前輕量化研究的主要方向是輕質(zhì)材料，包括高強度鋼、鋁合金和碳纖維復(fù)合材料等。

    輕量化材料主要有高強度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維等。輕量化材料的選擇需要考慮重量、成本、工藝等多個因素。高強度鋼性能優(yōu)異，價格較低，但密度較高；鋁合金和鎂合金減重效果較好，但成本略貴；碳纖維減重效果好，但成本最高。綜合來看，鋁合金具有減重效果好、安全性好、性價比高等突出優(yōu)點，是汽車輕量化最佳選擇之一。

    鋁合金材料是汽車輕量化最理想的材料之一，未來十年內(nèi)汽車的各個主要部件用鋁滲透率都將明顯提高。預(yù)測，鋁制引擎蓋的滲透率會從2015年的48%提升到2025年的85%，鋁制車門滲透率會從2015年的6%提升到2025年的46%。具體反映在平均單車用鋁量上，1980年北美地區(qū)每輛車平均用鋁量為54kg，到2010年增長到154kg，預(yù)計到2025年每輛車的平均用鋁量將會達到236kg，單車用鋁量的大幅上升，帶來對公司汽車鋁合金壓鑄件產(chǎn)品的增量需求。

汽車零部件鋁合金滲透率

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    車輛在路面行駛時，懸掛系統(tǒng)會不斷接受來自路面的沖擊?；缮腺|(zhì)量與簧下質(zhì)量之比越大，車體受到的沖擊越小，也就意味著該車擁有更好的乘坐舒適性。更小的簧下質(zhì)量意味著懸掛系統(tǒng)擁有更好的動態(tài)響應(yīng)能力以及可操控性?；上沦|(zhì)量的降低，慣性也就變小，遇到坑洼不平的路面時懸架反應(yīng)更快，輪胎能夠更加貼伏地面，穩(wěn)定性及操控性上升。

    按照2020年、2025年國內(nèi)乘用車銷量分別為2,300萬、2,700萬輛，預(yù)計2020年鋁合金控制臂、副車架、轉(zhuǎn)向節(jié)、制動鉗滲透率分別為15%、8%、40%、5%，2025年鋁合金控制臂、副車架、轉(zhuǎn)向節(jié)、制動鉗滲透率分別為30%、25%、80%、20%來計算，2020年、2025年國內(nèi)主要底盤部件輕量化市場空間分別為140億、330億元，市場空間快速增長。

    從發(fā)展階段來看，底盤輕量化尚處于發(fā)展早期階段，目前滲透率均相對較低，仍有較大發(fā)展空間。預(yù)測，主要底盤部件輕量化市場空間2020-2025年的年均復(fù)合增速高達19%。

2020-2025年底盤輕量化路合金滲透率

數(shù)據(jù)來源：公開資料整理

2020-2025年底盤輕量化市場空間預(yù)測

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    相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國汽車及汽車底盤行業(yè)市場供需預(yù)測及發(fā)展前景預(yù)測報告》