智能底盘——迈向高阶智驾的基石
底盘系统是电动汽车进入智能自动驾驶时代的关键执行部件。底盘系统执行层和决策层的硬件升级,是实现电动车高阶自动驾驶的必由之路。
智能底盘系统的核心构造包括感知层、执行层和决策层,其中执行层的技术发展重点是线控制动、线控转向和悬架系统的深度协同,而决策层的关键技术则在于域控制和 E/E 架构。
我国乘用车智能底盘发展正处于从 1.0 阶段向 2.0 阶段进化的过渡期,当前智能驾驶赛道迎来跨越式发展,有望带动智能底盘等增量零部件成长空间倍增。
传统燃油车时代,汽车零部件市场始终被国外巨头所占据,尤其在底盘领域,国内企业的技术能力和市场份额都相对落后。而近年来汽车行业的电动化、智能化变革为国内企业带来了弯道超车的机会,在智能底盘的各个细分领域,国内企业正在迎头赶上。
线控制动:更快、更轻、更安全,逐渐成为智能电动车的标配
制动系统线控化升级,制动单元由传统的机械制动向电助力制动和线控制动逐步升级,实现制动更快、更轻、更安全,匹配汽车的智能化、电动化的变革需求。
线控制动系统具备安全性更强、能量回收更高效、间接提升燃油/电能经济性等优势:
电子化:响应速度远快于传统液压制动,制动距离降低,驾驶安全性显著加强。
集成化、轻量化:通过集成控制、驱动、助力模块,提高汽车燃油 /电能经济性。
高效能量化:解决了新能源汽车缺乏真空动力源的问题,可实现协调式回收,提高能量回收效率进而提升行驶里程。
基于这些优势线控制动成为了汽车电动化、智能化进程的必然选择,随着智能驾驶的渗透率提高,装载线控制动系统将逐渐成为新能源电动车智能驾驶的“标配”。
技术应用趋势:EHB是当前线控制动主流方案,EMB是真正意义上的线控制动,但大规模量产的可靠性尚需验证。
线控制动系统壁垒较高,其突破与创新需要长期研发和技术积累,目前产品落地应用速度和国产化率都在加速提升,但国内供应商仍面临着打造自主可控的供应链和获取更多全球主机厂认可的挑战。
我国线控制动装配率已突破20%的门槛,当前国内已基本具备线控制动产品的量产能力,线控制动将迎来快速成长期。
2019-2021年线控制动系统产品大多由博世提供,国内主机厂商议价空间较小。但近年国内自主厂商技术突破,线控制动技术方案逐步成熟。规模化效应带来持续降本,推动行业装配率提升。
国内零部件厂商正积极推进国产化率和自制化率的提升,降本空间可观。
当规模化生产下的制造成本降低后,自主厂商的整体竞争力将进一步加强。
竞争格局:海外巨头具备先发优势,但自主供应商已加速突破。
智能悬架:大幅强化驾驶体验感,从高端车型开始渗透
可控悬架系统是智能底盘系统中最易为消费者直接感知的执行部件,能在不同驾驶情境下给予用户更好的驾乘体验。
悬架的两个核心技术参数是刚度和阻尼,根据参数的可调整性分类为被动悬架和可控悬架(半主动悬架、主动悬架)。
主动空气悬架系统将是未来汽车底盘智能化升级的重要方向。
目前配置主动空气悬架系统的车型仍以进口和合资车系为主,多为40万元以上车型:理想、蔚来、极氪在内的中高端自主品牌车型也开始搭载主动空气悬架系统。
空气悬架的应用升级进一步提升了悬架系统的价值量。
伴随着产化步伐加快,空气悬架成本降低,配套空悬系统的车型价格区间得以下探。而国内新能源智能电动高端车型的快速放量,也给空悬渗透率的攀升提供了催化剂。未来空悬系统将持续作为自主品牌差异化、个性化配置的重要构件。
关键零部件国产化率的提升带来系统性成本降低,成为空悬系统渗透率提升的加速器。
竞争格局:空气悬架最先发展于美欧等发达国家,其相关产业链成熟度高于国内。本土厂商已开始掌握核心零部件及总成制造能力,业务订单持续突破,已初具竞争实力。
线控转向:实现高阶自动驾驶的关键性技术
线控转向系统则摆脱了传统转向机构的结构限制,经由控制算法实现智能化车辆转向,优势源于方向盘和转向机的完全物理解耦:1)节省空间、重量轻;2)优化驾驶体验;3)提升安全性;4)加强系统集成。
线控转向系统研发已获得突破性进展,规模化量产尚需时日。线控转向系统将成为车企“装备竟赛”的下一阵地。
线控转向系统的国家标准正在跟进补齐,为其量产装车奠定基础。
根据智能底盘线控转向系统的技术路线图,国内将目标定在 2025年实现关键零部件的技术可控,并量产完全线控的转向系统,预计届时线控转向系统的国内渗透率有望进入 3% 左右的导入阶段。
我们认为未来 4-5 年智能底盘将会成为零部件市场的核心增量,其中线控制动和电控悬架将会是重要构成部分,到 2025 年国内智能底盘市场规模有望超 500 亿元。
竞争格局:国内厂商奋起直追,量产进程不落人后。
底盘域控:实现智能底盘功能的硬件底座,
搭建集中式架构的核心部件
在车辆智能驾驶功能逐步成为行业标配的背景下,集中式的电子电气架构不断发展、进化并逐渐成为主流,承载了软硬件解耦重任的域控制器也由此应运而生,成为分布式架构向集成式汽车电子电气架构跨越的桥梁。
到2022年末,已有不少国内自主品牌搭建了自身的集中式电子电气架构,意味着对于域控制器的需求正在逐步扩大。未来跨域融合架构将成为主流,通过中央控制器完全实现汽车软硬件的解耦。
就智能底盘系统来说,线控技术的应用直接反映了底盘系统的智能化程度。底盘域控制器的应用使车辆实现转向、制动、悬架子系统功能的集中控制和软硬件分离,确保车辆的横向、纵向、垂向的高效协同配合,从而提升车辆主动驾驶的可操控性,使高阶自动驾驶得以实现。
作为架构的“大脑”,域控制器还能够带来整车制造成本降低、开发周期缩短等诸多优势。
在底盘线控化技术不断发展和高阶智能驾驶需求高涨的催化下,底盘域控制器有望加速实现从0到1的突破。
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