引言

　　在能源、環(huán)保、安全等因素推動(dòng)下，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向是電動(dòng)化、智能化、輕量化等，底盤(pán)系統(tǒng)均有望受益。電動(dòng)化方面新能源電池盒產(chǎn)品單車(chē)價(jià)值量高達(dá)3,000-5,000元，智能化方面線控制動(dòng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單車(chē)價(jià)值量分別約2,500元、4,000元，輕量化方面鋁合金控制臂、副車(chē)架、轉(zhuǎn)向節(jié)、制動(dòng)鉗等產(chǎn)品單車(chē)價(jià)值量近5,000元，2025年市場(chǎng)空間合計(jì)約763億元，年均復(fù)合增速23%。國(guó)內(nèi)伯特利、拓普集團(tuán)、華域汽車(chē)在電動(dòng)化、智能化、輕量化等領(lǐng)域均有布局，有望持續(xù)受益。

　　汽車(chē)底盤(pán)介紹

　　汽車(chē)一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身、電氣等主要部分組成，其中底盤(pán)是指汽車(chē)上由傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)等部分的組合，其功能包括支承、安裝汽車(chē)車(chē)身、發(fā)動(dòng)機(jī)及其它各部件及總成，形成汽車(chē)的整體造型，承受發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，保證車(chē)輛正常行駛等。

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　　底盤(pán)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(guò)產(chǎn)業(yè)鏈中游的底盤(pán)零部件企業(yè)進(jìn)行組裝制造生產(chǎn)，生產(chǎn)的傳動(dòng)、行駛、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等底盤(pán)子系統(tǒng)售予下游整車(chē)生產(chǎn)廠家。

　　上游鋼鐵、塑料、橡膠等原材料的價(jià)格波動(dòng)對(duì)于底盤(pán)零部件的毛利率等具有較大影響。下游整車(chē)的生產(chǎn)決定了底盤(pán)零部件的需求，同時(shí)整車(chē)的技術(shù)升級(jí)也將帶來(lái)底盤(pán)零部件的形態(tài)變化。

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　　1)傳動(dòng)系統(tǒng)

　　汽車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)主要由離合器、變速器、傳動(dòng)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(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力送達(dá)驅(qū)動(dòng)輪。

　　汽車(chē)傳動(dòng)系的布置形式與發(fā)動(dòng)機(jī)的位置及驅(qū)動(dòng)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。

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　　2)行駛系統(tǒng)

　　汽車(chē)行駛系統(tǒng)由車(chē)架、車(chē)橋、車(chē)輪和懸架組成，其功能包括：

　　1)接受由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪與路面間的附著作用，驅(qū)動(dòng)汽車(chē)正常行駛;

　　2)傳遞并承受路面作用于車(chē)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(duì)車(chē)身造成的沖擊和振動(dòng)，保證汽車(chē)的平順行駛;

　　4)與汽車(chē)轉(zhuǎn)向系協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)行駛方向的正確控制，以保證汽車(chē)操縱穩(wěn)定性。

　　a)車(chē)架

　　車(chē)架是跨接在汽車(chē)前后車(chē)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(chē)輪上。車(chē)架的功用是支撐、連接汽車(chē)的各總成，使各總成保持相對(duì)正確的位置，并承受汽車(chē)內(nèi)外的各種載荷。

　　根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，車(chē)架可以分為邊梁式車(chē)架、中梁式車(chē)架和綜合式車(chē)架(前部邊梁式、后部中梁式)等，其中邊梁式車(chē)架應(yīng)用最為廣泛。

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　　b)車(chē)橋

　　車(chē)橋(又稱(chēng)車(chē)軸)通過(guò)懸架與車(chē)架(或承載式車(chē)身)相連接，其兩端安裝車(chē)輪。車(chē)橋的作用是傳遞車(chē)架(或承載式車(chē)身)與車(chē)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(chē)橋可以分為整體式與斷開(kāi)式兩種。根據(jù)車(chē)橋上車(chē)輪的作用，車(chē)橋也分成轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和支持橋等四種，其中轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動(dòng)橋。

　　轉(zhuǎn)向橋由前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)、主銷(xiāo)和輪轂等組成，驅(qū)動(dòng)橋由主減速器、差速器、半軸、橋殼等組成。

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

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　　c)車(chē)輪

　　車(chē)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(chē)輪和輻條式車(chē)輪。按車(chē)輪材質(zhì)，可以分為鋼制、鋁合金、鎂合金等車(chē)輪。

　　輪胎規(guī)格常用一組數(shù)字表示，前一個(gè)數(shù)字表示輪胎斷面寬度，后一個(gè)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(hào)有特殊含義：“X”表示高壓胎;“R”、“Z”表示子午胎;“一”表示低壓胎。

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　　d)懸掛

　　汽車(chē)懸掛是連接車(chē)輪與車(chē)身的機(jī)構(gòu)，對(duì)車(chē)身起支撐和減振的作用。懸掛主要功能是傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)架之間的力，并且緩沖由不平路面帶來(lái)的沖擊力，以保證汽車(chē)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(jī)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(chē)懸掛系統(tǒng)多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，部分高級(jí)轎車(chē)則使用空氣彈簧。

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　　懸掛可以分為獨(dú)立懸掛和非獨(dú)立懸掛，區(qū)別在于獨(dú)立懸掛的左右兩個(gè)車(chē)輪間沒(méi)有硬軸進(jìn)行剛性連接，一側(cè)車(chē)輪的懸掛部件全部都只與車(chē)身相連，而非獨(dú)立懸掛兩個(gè)車(chē)輪間不是相互獨(dú)立的，之間有硬軸進(jìn)行剛性連接。

　　從結(jié)構(gòu)上看，獨(dú)立懸掛由于兩個(gè)車(chē)輪間沒(méi)有干涉，一般舒適性和操控性更好。而非獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有更好的剛性和通過(guò)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(chē)前懸都采用獨(dú)立式的麥弗遜懸掛，后懸多采用扭轉(zhuǎn)梁式、多連桿式等。

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　　3)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

　　轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來(lái)改變或保持汽車(chē)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(chē)的行駛方向。

　　按照動(dòng)力來(lái)源，汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為兩大類(lèi)：機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

　　機(jī)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(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。

　　動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系，一般是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置而成。

　　在正常情況下， 汽車(chē)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(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置提供的。但在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置失效時(shí)，一般還應(yīng)當(dāng)能由駕駛員獨(dú)立承擔(dān)汽車(chē)轉(zhuǎn)向任務(wù)。

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　　4)制動(dòng)系統(tǒng)

　　制動(dòng)系統(tǒng)是使汽車(chē)的行駛速度可以強(qiáng)制降低的一系列專(zhuān)門(mén)裝置，主要由供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)器等部分組成，常見(jiàn)的制動(dòng)器主要有鼓式制動(dòng)器和盤(pán)式制動(dòng)器。

　　鼓式制動(dòng)器主要包括制動(dòng)輪缸、制動(dòng)蹄、制動(dòng)鼓、摩擦片、回位彈簧等部分，主要是通過(guò)液壓裝置使摩擦片與歲車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)鼓內(nèi)側(cè)面發(fā)生摩擦，從而起到制動(dòng)的效果。

　　盤(pán)式制動(dòng)器主要由制動(dòng)盤(pán)、制動(dòng)鉗、摩擦片、分泵、油管等部分構(gòu)成，主要通過(guò)液壓系統(tǒng)把壓力施加到制動(dòng)鉗上，使制動(dòng)摩擦片與隨車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)盤(pán)發(fā)生摩擦，從而達(dá)到制動(dòng)的目的。

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　　汽車(chē)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

　　智能化

　　國(guó)內(nèi)智能汽車(chē)發(fā)展相對(duì)較晚，目前仍處于L1/L2滲透過(guò)程中。

　　2020年駕駛輔助(DA)、部分自動(dòng)駕駛(PA)車(chē)輛市場(chǎng)占有率約50%;中期重點(diǎn)形成網(wǎng)聯(lián)式環(huán)境感知能力，實(shí)現(xiàn)可在復(fù)雜工況下的半自動(dòng)駕駛，2025年高度自動(dòng)駕駛(HA)車(chē)輛占有率約10%~20%;

　　遠(yuǎn)期推動(dòng)可實(shí)現(xiàn)V2X協(xié)同控制、具備高度/完全自動(dòng)駕駛功能的智能化技術(shù)，2030年完全自主駕駛(FA)車(chē)輛市場(chǎng)占有率近10%。

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　　從企業(yè)規(guī)劃來(lái)看，國(guó)外大部分整車(chē)廠計(jì)劃將在2020年前后投放L3級(jí)量產(chǎn)車(chē)，并將在2025年前后實(shí)現(xiàn)L4級(jí)量產(chǎn)。百度、谷歌、特斯拉等科技公司規(guī)劃2020年前后實(shí)現(xiàn)L4/L5級(jí)別自動(dòng)駕駛。

　　國(guó)內(nèi)部分主機(jī)廠計(jì)劃在2020年實(shí)現(xiàn)L3級(jí)自動(dòng)駕駛，如北汽、廣汽新能源等;2025年實(shí)現(xiàn)L4自動(dòng)駕駛。但是國(guó)內(nèi)造車(chē)新勢(shì)力們則相對(duì)激進(jìn)，部分企業(yè)提出在2020年就將自動(dòng)駕駛達(dá)到L4級(jí)別。

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　　底盤(pán)系統(tǒng)全面受益

　　汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化、輕量化。面對(duì)這些發(fā)展趨勢(shì)，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(chē)價(jià)值量等影響。

　　電動(dòng)化對(duì)于底盤(pán)(新增電池殼)、空調(diào)冷卻(電動(dòng)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(duì)于動(dòng)力總成則有增(電動(dòng)車(chē)新增電池電機(jī)電控等)有減(電動(dòng)車(chē)無(wú)需發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱燃油系統(tǒng)等)。

　　智能化主要對(duì)底盤(pán)系統(tǒng)(線控底盤(pán))、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(duì)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(chē)商業(yè)模式的改變，同時(shí)對(duì)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(duì)動(dòng)力總成、底盤(pán)、內(nèi)飾、車(chē)身、外飾等都具有增量作用。

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　　電動(dòng)化催生電池盒百億增量空間

　　電池盒是電動(dòng)化底盤(pán)主要新增產(chǎn)品

　　電動(dòng)化是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，新能源汽車(chē)的市場(chǎng)份額快速提升，也將為底盤(pán)零部件帶來(lái)新的機(jī)遇。

　　對(duì)比傳統(tǒng)燃油車(chē)和新能源汽車(chē)的底盤(pán)系統(tǒng)，我們可以發(fā)現(xiàn)，傳動(dòng)系將會(huì)發(fā)生較大變化，制動(dòng)系需要將機(jī)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。

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　　下方左圖為大眾某平臺(tái)燃油車(chē)底盤(pán)，右圖為大眾某新能源車(chē)底盤(pán)。傳統(tǒng)燃油車(chē)底盤(pán)中部一般是傳動(dòng)軸、排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)等，而新能源車(chē)底盤(pán)中部一般是電池系統(tǒng)。

　　我們對(duì)比兩圖，可以看到最明顯的區(qū)別就是新能源車(chē)新增的電池系統(tǒng)。

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　　新能源汽車(chē)的底盤(pán)設(shè)計(jì)有兩種途徑，一種是由傳統(tǒng)底盤(pán)改制設(shè)計(jì)，盡可能地沿用原有設(shè)計(jì)，根據(jù)需要進(jìn)行部分的改制工作，開(kāi)發(fā)難度小、開(kāi)發(fā)成本低、開(kāi)發(fā)周期短，并且能夠與傳統(tǒng)車(chē)共用平臺(tái)，并在很大程度上沿用傳統(tǒng)車(chē)的成熟零部件。

　　但是考慮到公用性等，在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的過(guò)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(diǎn)。

　　另外一種是新能源專(zhuān)有平臺(tái)開(kāi)發(fā)，沒(méi)有燃油車(chē)公用等眾多限制，新能源專(zhuān)有底盤(pán)的設(shè)計(jì)可以更優(yōu)化、集成度更高、性能更卓越，因此專(zhuān)有平臺(tái)已經(jīng)成為新能源汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)。

　　除了大眾外，我們搜集了特斯拉、寶馬等部分車(chē)型的底盤(pán)，可以看到電動(dòng)化對(duì)于底盤(pán)最大的改變就來(lái)自于動(dòng)力電池系統(tǒng)。

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　　動(dòng)力電池系統(tǒng)是新能源汽車(chē)的核心動(dòng)力來(lái)源，為整車(chē)提供驅(qū)動(dòng)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(chē)動(dòng)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(hù)鋰電池在受到外界碰撞、擠壓時(shí)不會(huì)損壞。

　　電池包殼體作為電池模塊的承載體，對(duì)電池模塊的安全工作和防護(hù)起著關(guān)鍵作用。

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　　智能化推動(dòng)線控底盤(pán)發(fā)展

　　汽車(chē)行業(yè)另外一個(gè)重要發(fā)展方向就是智能化。智能汽車(chē)的感知識(shí)別、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行三個(gè)核心系統(tǒng)中，與底盤(pán)相關(guān)的主要是控制執(zhí)行，需要對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)的底盤(pán)進(jìn)行線控改造以適用于自動(dòng)駕駛。

　　線控制動(dòng)是未來(lái)趨勢(shì)

　　近一百年來(lái)，汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)歷了從機(jī)械到液壓再到電子(ABS/ESC)的進(jìn)化過(guò)程，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將是線控制動(dòng)。

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　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，防抱制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)逐步開(kāi)始量產(chǎn)應(yīng)用和推廣。1978年8月，奔馳與博世在德國(guó)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(jí)車(chē)上。

　　ABS主要由ECU控制單元、車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置和制動(dòng)控制電路等部分組成。在制動(dòng)過(guò)程中，ABS控制單元不斷從車(chē)輪速度傳感器獲取車(chē)輪的速度信號(hào)，并進(jìn)行處理，進(jìn)而判斷車(chē)輪是否即將被抱死。

　　當(dāng)車(chē)輪趨近于抱死臨界點(diǎn)時(shí)，制動(dòng)分泵壓力不隨制動(dòng)主泵壓力增加而增高，壓力在抱死臨界點(diǎn)附近變化，從而避免車(chē)輪抱死，減少了危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

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　　另外一項(xiàng)重要的發(fā)明就是車(chē)身穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESP)，這也是博世的專(zhuān)利技術(shù)。其他公司也有類(lèi)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(shí)是一組車(chē)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(dòng)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(chē)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(chē)快速行駛或者轉(zhuǎn)向時(shí)，產(chǎn)生的橫向作用力會(huì)使汽車(chē)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(chē)輛前面突然出現(xiàn)障礙物時(shí)，駕駛員必須快速向左轉(zhuǎn)彎，此時(shí)轉(zhuǎn)向傳感器將此信號(hào)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(chē)轉(zhuǎn)向不足的信號(hào)，這就意味著汽車(chē)將會(huì)直接沖向障礙物。

　　那么這時(shí)ESP系統(tǒng)將會(huì)瞬間將后輪緊急制動(dòng)，這樣就能產(chǎn)生轉(zhuǎn)向需要的反作用力，使汽車(chē)按照轉(zhuǎn)向意圖行駛，避免直接撞向障礙物的事故發(fā)生。

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　　電動(dòng)化和智能化推動(dòng)線控制動(dòng)發(fā)展。對(duì)于傳統(tǒng)燃油汽車(chē)，一般利用發(fā)動(dòng)機(jī)提供真空助力; 而電動(dòng)車(chē)沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)提供真空助力，需要使用電子真空泵，或者使用線控制動(dòng)系統(tǒng)。

　　對(duì)于智能汽車(chē)，尤其是L3及以上等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(chē)，制動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間尤為重要，線控制動(dòng)響應(yīng)更快，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛安全的重要保障。

　　線控制動(dòng)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)上發(fā)展而來(lái)的，使用電系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的機(jī)械或液壓系統(tǒng)，是汽車(chē)制動(dòng)技術(shù)長(zhǎng)期的發(fā)展趨勢(shì)。

　　傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)由制動(dòng)踏板施加能量，經(jīng)液壓或氣壓管路傳遞至制動(dòng)器; 而線控制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行信息由電信號(hào)傳遞，制動(dòng)壓力響應(yīng)更快，因此剎車(chē)距離更短更安全。

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　　線控制動(dòng)系統(tǒng)也分為EHB/EMB兩種類(lèi)型。

　　1)液壓式線控制動(dòng)EHB(Electro Hydraulic Brake)，以傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，用電子器件取代了一部分機(jī)械部件的功能，使用制動(dòng)液作為動(dòng)力傳遞媒介，控制單元及執(zhí)行機(jī)構(gòu)布置的比較集中，有液壓備份系統(tǒng)，也可以稱(chēng)之為集中式、濕式制動(dòng)系統(tǒng)。

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　　EHB的工作原理：正常工作時(shí)，制動(dòng)踏板與制動(dòng)器之間的液壓連接斷開(kāi)，備用閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

　　電子踏板配有踏板感覺(jué)模擬器和電子傳感器，ECU可以通過(guò)傳感器信號(hào)判斷駕駛員的制動(dòng)意圖，并通過(guò)點(diǎn)擊驅(qū)動(dòng)液壓泵進(jìn)行制動(dòng)。電子系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，備用閥打開(kāi)，EHB系統(tǒng)變成傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)。

　　EHB根據(jù)技術(shù)方向可以分為三類(lèi)：

　　a)電動(dòng)伺服，電機(jī)驅(qū)動(dòng)主缸提供制動(dòng)液壓力源，代表產(chǎn)品Bosch Ibooster、NSK;

　　b)電液伺服，采用電機(jī)+泵提供制動(dòng)壓力源，代表產(chǎn)品Continental MK C1、日立;

　　c)電機(jī)+高壓蓄能器電液伺服，代表產(chǎn)品ADVICS ECB。

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　　按照結(jié)構(gòu)集成程度，EHB可以分為分立式(two-box)和整體式(one-box)，其主要區(qū)別是主動(dòng)增壓模塊(一般由電機(jī)驅(qū)動(dòng))和分泵壓力調(diào)節(jié)模塊(ABS/ESC總成)是否集成在一起。

　　博世的iBooster+ESP Hev屬于Two-box方案，分成主動(dòng)建壓?jiǎn)卧洼喐组y控單元2個(gè)功能模塊。

　　大陸MKC1和ZF TRW公司的IBC進(jìn)一步把主動(dòng)建壓?jiǎn)卧洼喐组y控單元集成，形成更為緊湊、成本更低的One-box方案，已經(jīng)成為制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。

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　　2)機(jī)械式線控制動(dòng)EMB(Electro Mechanical Brake)，采用電子機(jī)械裝置代替液壓管路，執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常安在輪邊，也可稱(chēng)為分布式、干式制動(dòng)系統(tǒng)。

　　EMB的工作原理：EMB系統(tǒng)的ECU根據(jù)制動(dòng)踏板傳感器信號(hào)及車(chē)速等車(chē)輛狀態(tài)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)來(lái)產(chǎn)生所需要的制動(dòng)力。

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　　總體來(lái)看， EHB系統(tǒng)由于具有備用制動(dòng)系統(tǒng)，安全性較高，因此接受度更高，是目前主要推廣量產(chǎn)的方案。

　　EMB系統(tǒng)雖然具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但缺少備用制動(dòng)系統(tǒng)且缺少技術(shù)支持，短期內(nèi)很難大批量應(yīng)用，是未來(lái)發(fā)展的方向。

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　　L2時(shí)代的線控制動(dòng)可以分為燃油車(chē)、混動(dòng)、純電三大類(lèi)，燃油車(chē)大都采用ESP(ESC)，混動(dòng)車(chē)基本都采用高壓蓄能器為核心的間接型EHB(電液壓制動(dòng))，純電車(chē)基本都采用直接型EHB，以電機(jī)直接推動(dòng)主缸活塞。

　　目前線控制動(dòng)系統(tǒng)單價(jià)約2,500元，未來(lái)隨著產(chǎn)銷(xiāo)量上升帶來(lái)成本降低，價(jià)格有望下降至2,000元左右。

　　按照2020年、2025年國(guó)內(nèi)乘用車(chē)銷(xiāo)量分別為2,300萬(wàn)、2,700萬(wàn)輛，線控制動(dòng)系統(tǒng)滲透率分別為10%、30%進(jìn)行估算，2020年、2025年國(guó)內(nèi)線控制動(dòng)系統(tǒng)的市場(chǎng)空間分別為58億、162億元。

　　從發(fā)展階段來(lái)看，線控制動(dòng)尚處于發(fā)展早期階段，目前滲透率較低，僅有少量車(chē)型配備，新能源汽車(chē)配置率相對(duì)較高。隨著新能源汽車(chē)、L3及以上智能駕駛的逐步滲透，線控制動(dòng)有望爆發(fā)。根據(jù)上述預(yù)測(cè)，線控制動(dòng)2020-2025年市場(chǎng)空間年均復(fù)合增速高達(dá)23%。

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　　EHB國(guó)外廠商技術(shù)發(fā)展已經(jīng)比較成熟，國(guó)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(dòng)系統(tǒng)的主要供應(yīng)商包括博世、采埃孚、大陸等國(guó)際零部件巨頭企業(yè)，大都從20世紀(jì)90年底開(kāi)始研發(fā)，在底盤(pán)控制領(lǐng)域具有豐富的技術(shù)積累和供貨經(jīng)驗(yàn)，具有一定的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

　　從2000年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)一些自主整車(chē)企業(yè)和零部件供應(yīng)商就開(kāi)始進(jìn)行EHB的研發(fā)，目前已取得一定成果。

　　雖然與博世等國(guó)際巨頭仍存在一定差距，但產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展早期階段，還有較大的追趕機(jī)會(huì)。

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　　從競(jìng)爭(zhēng)要素來(lái)看，線控制動(dòng)產(chǎn)品技術(shù)含量較高，且需要較長(zhǎng)投入期，因此對(duì)于人才、技術(shù)和資本要求較高。目前國(guó)內(nèi)發(fā)展相對(duì)較好的有伯特利、拓普集團(tuán)、萬(wàn)安科技等，兼?zhèn)淙瞬?、技術(shù)和資本等優(yōu)勢(shì)，有望在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得一席之地。

　　伯特利：公司2019年7月發(fā)布WCBS產(chǎn)品，為客戶(hù)提供one-box一體式解決方案，不僅集成了真空助力器、電子真空泵、主缸和ESC的功能，還能更好地滿(mǎn)足新能源汽車(chē)以及整車(chē)智能駕駛對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)新的需求。

　　拓普集團(tuán)：公司多年來(lái)致力于汽車(chē)電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，先后開(kāi)發(fā)出EVP等產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，在線控制動(dòng)領(lǐng)域，公司研發(fā)的智能剎車(chē)系統(tǒng)IBS產(chǎn)品目前仍處于驗(yàn)證和市場(chǎng)預(yù)推廣階段，預(yù)計(jì)將于2021-2022年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

　　萬(wàn)安科技：參股公司上海同馭汽車(chē)科技有限公司的EHB產(chǎn)品已跟江鈴集團(tuán)、菜鳥(niǎo)物流等多家客戶(hù)開(kāi)展合作，目前已裝車(chē)近500臺(tái)，涉及乘用車(chē)、輕型客車(chē)等多種車(chē)型，產(chǎn)品成熟度高，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，并計(jì)劃于2019年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

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　　智能化推動(dòng)線控轉(zhuǎn)向發(fā)展

　　在汽車(chē)的發(fā)展歷程中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段：

　　從最初的機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Manual Steering，簡(jiǎn)稱(chēng)MS)發(fā)展為液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Hydraulic Power Steering，簡(jiǎn)稱(chēng)HPS)，

　　然后又出現(xiàn)了電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electro Hydraulic Power Steering，簡(jiǎn)稱(chēng)EHPS)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(Electric Power Steering，簡(jiǎn)稱(chēng)EPS)。

　　最早汽車(chē)上使用的是機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成，以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源。

　　駕駛員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，隨后轉(zhuǎn)向器中的減速器放大力矩，通過(guò)拉桿控制轉(zhuǎn)向節(jié)完成車(chē)輛轉(zhuǎn)向。

　　裝配機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車(chē)，在泊車(chē)和低速行駛時(shí)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱負(fù)擔(dān)過(guò)于沉重，為了解決這個(gè)問(wèn)題，美國(guó)GM公司在20世紀(jì)50年代率先在轎車(chē)上采用了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS)，主要由液壓泵、油管、壓力流體控制閥、傳動(dòng)皮帶、儲(chǔ)油罐等組成。

　　HPS 系統(tǒng)動(dòng)力源是發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向油泵工作，轉(zhuǎn)向控制閥控制油液流動(dòng)的方向和油壓大小，提供轉(zhuǎn)向助力。

　　HPS系統(tǒng)在中低車(chē)速時(shí)有較好的助力性和操縱穩(wěn)定性，但在高速行駛時(shí)，固定的助力效果會(huì)使轉(zhuǎn)向盤(pán)過(guò)于靈敏，駕駛員的路感較差。

　　此外由于發(fā)動(dòng)機(jī)始終帶動(dòng)油泵旋轉(zhuǎn)，造成了發(fā)動(dòng)機(jī)能量的浪費(fèi)。

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　　我們比較了機(jī)械式、液壓助力、電液助力、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具備結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)、能耗低等眾多優(yōu)點(diǎn)，因此在目前量產(chǎn)乘用車(chē)上應(yīng)用越來(lái)越多。

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　　與傳統(tǒng)液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比， EPS 具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　1)電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)構(gòu)安裝在轉(zhuǎn)向柱或在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)，所占空間小，零部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，維護(hù)費(fèi)用低;

　　2)以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)只在需要時(shí)才啟動(dòng)，耗用電能較少，提高了汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性;

　　3)可實(shí)時(shí)地在不同的車(chē)速下為汽車(chē)轉(zhuǎn)向提供不同的助力，保證汽車(chē)在低速行駛時(shí)輕便靈活，高速行駛時(shí)穩(wěn)定可靠;

　　4) EPS 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以通過(guò)調(diào)整 EPS 控制器的軟件，得到最佳的回正性，從而改善汽車(chē)操縱的穩(wěn)定性和舒適性。

　　根據(jù)助力參與的階段及助力電機(jī)布置位置的不同，EPS可以分為C-EPS (Column-EPS，管柱式)、P-EPS(Pinion-EPS，齒輪式)、DP-EPS(Dual-Pinion EPS，雙小齒輪)、RP-EPS(Rack-Parallel EPS，齒條平行式)和RD-EPS(Rack-Direct EPS，齒條直接助力式)等不同類(lèi)型。

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　　以全球知名EPS供應(yīng)商捷太格特為例，下圖展示了不同類(lèi)型EPS的適配車(chē)型，其中C-EPS由于成本、布置等優(yōu)勢(shì)，在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向市場(chǎng)總量中占據(jù)了60%以上份額。

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　　智能化推動(dòng)線控轉(zhuǎn)向成為新趨勢(shì)。對(duì)于L3及以上等級(jí)智能汽車(chē)，部分或全程會(huì)脫離駕駛員的操控，因此智能駕駛控制系統(tǒng)對(duì)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(Steering By Wire, SBW)可以滿(mǎn)足要求，因此成為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

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

　　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分：

　　1)轉(zhuǎn)向盤(pán)系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向盤(pán)、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、轉(zhuǎn)矩反饋電動(dòng)機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)裝置;

　　2)電子控制系統(tǒng)，包括車(chē)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(chē)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(dòng)機(jī)、齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和其他機(jī)械轉(zhuǎn)向裝置等。

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　　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是通過(guò)給助力電機(jī)發(fā)送電信號(hào)指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行控制。

　　當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器將測(cè)量到的駕駛員轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向盤(pán)的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸入到電子控制器(ECU)，ECU依據(jù)車(chē)速傳感器和安裝在轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的位移傳感器的信號(hào)來(lái)控制轉(zhuǎn)矩反饋電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)矩大小和旋轉(zhuǎn)的角度，通過(guò)機(jī)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(diǎn)主要有：

　　1)省略車(chē)輛前艙一部分轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)的占用空間;

　　2)沒(méi)有機(jī)械的轉(zhuǎn)向管柱，提高車(chē)輛的碰撞安全性;

　　3)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力矩可以獨(dú)立設(shè)計(jì)，適應(yīng)不同類(lèi)型駕駛員對(duì)“手感”的要求。

　　線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)主要有：

　　1)需要較高功率的力反饋電機(jī)和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī);

　　2)復(fù)雜的力反饋電機(jī)和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)的算法實(shí)現(xiàn);

　　3)冗余設(shè)備導(dǎo)致額外增加成本和重量。

　　SBW系統(tǒng)在EPS系統(tǒng)上發(fā)展而來(lái)，相對(duì)于EPS需要增加冗余功能。 目前線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有兩種方式：

　　1)取消方向盤(pán)與轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械連接，通過(guò)多個(gè)電機(jī)和控制器來(lái)增加系統(tǒng)的冗余度;

　　2)在方向盤(pán)與轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間增加一個(gè)電磁離合器作為失效備份，來(lái)增加系統(tǒng)的冗余度。

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　　目前配備線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的車(chē)型較少，其中英菲尼迪Q50、Q50L部分高配車(chē)型和Q60裝備了DAS線控轉(zhuǎn)向，這套線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的構(gòu)成與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類(lèi)似，不同之處在于它多了3組ECU電子控制單元、方向盤(pán)后的轉(zhuǎn)向動(dòng)作回饋器、離合器。

　　當(dāng)任意一個(gè)ECU被監(jiān)測(cè)到出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，備用模式將激活離合器，恢復(fù)至傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)轉(zhuǎn)向模式，確保駕駛員可以掌控車(chē)輛。

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　　目前EPS單價(jià)約1,500元，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以EPS為基礎(chǔ)，短期產(chǎn)銷(xiāo)量較低，預(yù)計(jì)單價(jià)約4,000元，后期隨著應(yīng)用范圍擴(kuò)大，預(yù)計(jì)單價(jià)有望逐步降低至3,000元左右。

　　按照2020年、2025年國(guó)內(nèi)乘用車(chē)銷(xiāo)量分別為2,300萬(wàn)、2,700萬(wàn)輛，線控制動(dòng)系統(tǒng)滲透率分別為0.1%、15%進(jìn)行估算，2020年、2025年國(guó)內(nèi)線控制動(dòng)系統(tǒng)的市場(chǎng)空間分別為1億、122億元。

　　從發(fā)展階段來(lái)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(chē)型配備。

　　隨著L3及以上智能駕駛的逐步滲透，線控制動(dòng)有望爆發(fā)。根據(jù)上述預(yù)測(cè)，線控制動(dòng)2020-2025年市場(chǎng)空間年均復(fù)合增速高達(dá)166%。

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　　根據(jù)佐思產(chǎn)研數(shù)據(jù)，2017年中國(guó)乘用車(chē)轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)廠家中，Bosch、JTEKT、NSK、ZF、Nexteer等國(guó)際巨頭市占率排名靠前。

　　國(guó)內(nèi)企業(yè)主要有株洲易力達(dá)、湖北恒隆和浙江世寶等，但規(guī)模都比較小，技術(shù)相對(duì)落后。此外拓普集團(tuán)也積極拓展EPS等產(chǎn)品，有望憑借資金、效率、人才等優(yōu)勢(shì)，獲得一定的市場(chǎng)空間。

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　　EPS關(guān)鍵技術(shù)在于控制器的設(shè)計(jì)，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(jī)、電控、扭矩傳感器、角度傳感器基本都為各大主機(jī)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(jìng)爭(zhēng)要素來(lái)看，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)于技術(shù)、資本、安全等要求較高，預(yù)計(jì)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(tuán)等企業(yè)在EPS等領(lǐng)域已有產(chǎn)品布局或量產(chǎn)，通過(guò)持續(xù)投入，未來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)或?qū)⒂瓉?lái)發(fā)展機(jī)會(huì)。

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　　底盤(pán)輕量化潛力巨大

　　輕量化是發(fā)展方向

　　燃油車(chē)油耗排放和電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航是國(guó)內(nèi)汽車(chē)廠商面臨的兩大挑戰(zhàn)，輕量化是解決問(wèn)題的關(guān)鍵之一，因此也是汽車(chē)未來(lái)重要的發(fā)展方向。

　　汽車(chē)行業(yè)很早就開(kāi)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(jì)和選擇先進(jìn)制造工藝等。

　　優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和先進(jìn)制造工藝帶來(lái)的減重效果相對(duì)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(qiáng)度鋼、鋁合金和碳纖維復(fù)合材料等。

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　　底盤(pán)輕量化產(chǎn)品種類(lèi)較多，不同零件市場(chǎng)格局有所不同。鋁合金控制臂領(lǐng)域，供應(yīng)商主要有拓普集團(tuán)、駱氏集團(tuán)等。鋁合金副車(chē)架方面，供應(yīng)商主要有華域汽車(chē)、拓普集團(tuán)、萬(wàn)安科技等。

　　鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)領(lǐng)域，供應(yīng)商主要有伯特利、中信戴卡、華域汽車(chē)、拓普集團(tuán)、蘇州安路特等。鋁合金制動(dòng)鉗領(lǐng)域，供應(yīng)商主要有百煉、華域汽車(chē)、京西國(guó)際等。

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　　從競(jìng)爭(zhēng)要素來(lái)看，底盤(pán)零部件從鋼鐵制品到鋁合金，材料發(fā)生變化，相關(guān)的工藝等差別巨大，一方面單車(chē)價(jià)值量顯著提升，另一方面供應(yīng)鏈或?qū)⒅貥?gòu)，新產(chǎn)品對(duì)于相關(guān)設(shè)備投入和技術(shù)要求較高，因此在鋁合金等產(chǎn)品上具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)和資金優(yōu)勢(shì)的供應(yīng)商有望受益。