线控底盘打破国外垄断（引领未来的线控底盘）

1、简介

线控技术源于飞机的控制系统，其将飞行员的操纵命令转化成电信号通过控制器控制飞机飞行。

汽车线控底盘技术指由“电线”或者电信号来传递控制，取代传统机械连接装置的“硬”连接来实现操控的一种技术。线控系统取消了部分笨重且精度较低的气动、液压及机械连接，取而代之以电的是信号驱动的传感器、控制单元及电磁执行机构，因此具有结构紧凑、可控性好、响应速度快等优势。

1.1 线控技术原理：

1.2 线控底盘组成——五大子系统

2、线控底盘应用

2.1 线控底盘更适合电动汽车发展

① 布局灵活：动力总成由发动机变成电池和电动机，无发动机提供真空源，由电控制动代替真空源提供制动。线控底盘减少了机械连接，通过柔性的电缆电线代替刚性联轴器和传动轴传递，电机可直接驱动车轮，为底盘布局提供了更多灵活性；

② 电气化程度高：电动车电池容量更大，电气化程度高，能够承载的电子电器设备更多。

2.2 高级驾驶辅助系统（ADAS）离不开线控底盘

① 实现高级驾驶辅助的核心功能模块：从自动驾驶系统分工来看，共分为感知、决策、和执行三个部分，其中底盘系统属于自动驾驶的“执行”机构，是最终实现自动驾驶的核心功能模块。L3及以上级别自动驾驶的实现，离不开底盘机构的快速响应和精准执行，以达到和上层的感知和决策的高度协同。

② 高级驾驶辅助系统（ADAS）市场规模快速扩张：各主机厂均在加快电动智能汽车的布局，ADAS在新车型的搭载率持续提升，随着5G的商用落地，ADAS规模的提升正在加速。根据预测，2025年ADAS主要功能市场规模将达2279亿元,2020-2025年复合年均增长率达22%。

2.3 滑板底盘技术推动线控底盘技术加速发展

① 滑板底盘应用：滑板底盘是当前汽车行业最重要的革命性技术之一，其最大的特点是上下车体解耦，从而大幅缩短整车研发周期。因此，该技术需要搭载非承载式车身结构和线控底盘；为了便于上装，底盘不能占据过多纵向空间，“三合一”等集成式电驱系统成为必需；高度集成智能化模块，需要以集中式EEA（汽车电子电气架构）为基础，并实现软硬件解耦；在有限空间内提升动力电池的质量/体积能量密度，与CTC电池系统集成方案高度契合；高度集成后，底盘的结构更加复杂，一体化压铸能够更好匹配底盘工艺提升的需求。

② 推出滑板底盘平台的企业：近几年众多国内外厂商陆续推出自研的滑板底盘、，技术逐渐走向成熟。

2.4 线控底盘市场环境

① 线控底盘发展获国家政策支持：

国务院《新能源汽车产业发展规划（2021-2025年）》中提到要突破线控执行系统技术，工信部近两年的文件中均提出要加快线控底盘的研发。

② 我国新能源汽车加速渗透，自主品牌高端化崛起：

※ 新能源汽车市场进入高速发展期：2021年起我国新能源汽车市场迎来爆发，2021年全年新能源乘用销量达到329.5万辆，同比增长180.4%，新能源渗透率达15.6%。

※ 新能源汽车高端化占比提高：销量前20的新能源车型中，高端车（30万元以上）占比逐步提高，高端化趋势对底盘舒适程度和智能化程度都提出了更高的要求，蔚来、小鹏等品牌也以空气悬架等线控底盘技术作为亮点。

※ 新能源车销量自主品牌占比高：国内新能源车2021年销量前10的主机厂中，自主品牌占9席。自主品牌有更强的降本压力，因此技术储备足、价格有优势的自主供应商迎来了国产替代机会。

③ 线控底盘市场潜力大，国产替代新机遇：

※ 线控转向和线控制动：技术壁垒最高，量产时间晚，目前渗透率低，自主供应商与海外供应商差距较小，国产替代机会大。

※ 线控悬架：诞生虽早，但目前渗透率仍较低，预计渗透率将在电动车高端化发展中快速提升，实现技术突破的自主供应商有望扩大市场份额。

※ 线控油门和线控换挡：出现时间较早，市场渗透率高，且市场格局近几年已相对稳定，自主供应商难有进一步突破。

线控底盘五大系统详细分析

1、线控制动

1.1 线控驻车制动：

① 工作原理：集成式EPB在拉索式EPB基础上，通过使用电动机代替拉索，具备以下优点：硬件间解耦，拓展性更强；在紧急状态下可作为行车制动用。

② 国内EPB市场规模提升空间大：在市场上份额方面，海外供应商具有明显优势，2021年国内市场EPB前三名均为海外供应商，三家市场占比高达66.4%。但自主供应商与海外供应商在技术上差距较小，目前自主量产订单逐渐提升，市场份额有望进一步提升。

1.2 线控行车制动：

将原有的制动踏板用一个模拟发生器替代，用以接受驾驶员的制动意图，产生、传递制动信号给控制和执行机构，并根据一定的算法模拟反馈给驾驶员。线控行车制动又包括电子液压制动系统（EHB）和电子机械制动系统（EMB）。

① 电子液压制动（EHB）

※ EHB工作原理：在原有传统液压制动基础上发展而来，系统采用制动踏板传感器，用于给ECU输入踏板位置信号，ECU通过传感器信号判断驾驶员的制动意图，并通过电机驱动液压泵进行制动。当电子系统发生故障时，备用阀打开，EHB系统变成传统的液压系统进行制动。

优点：

a. 不受真空度限制，所以不会因为海拔高度升高而制动变硬；

b. 踏板感可调，可以根据主机厂踏板感DNA调节出对应的踏板感觉；

c. 主动响应较快、对于ACC/AEB工况的适应性更强；

d. 具有很好的制动冗余（Two-Box）满足L3制动驾驶要求；

e. 能量回收由于ESP HEV方案需求；

f. 噪音较电子真空泵小。

缺点：

a. 以液压为制动能量源，液压的产生和电控化相对来说比较困难，不容易做到和其他电控系统的整合；

b. 液压系统的重量对轻量化不利。

※ EHB方案1 One-Box和方案2 Two-Box对比：

由于方案1集成度高，空间占用小，重量轻，成本较低，能量回收效率高，已成为当前的主要发展趋势，预计未来5年将占据更高市场份额。

※ EHB市场情况：国际一级供应商暂时领先，自主供应商加速追赶

自主供应商在方案1（One-Box）产品研发进度较快。伯特利是国内首家量产方案1（One-Box）的自主供应商，第一款产品已于2021年6月初正式量产；拿森电子已布局多款线控底盘核心产品，目前与北汽新能源、比亚迪、长安、长城、百度等多家主流整车厂和自动驾驶公司达成合作，配套开发项目30余项；拓普集团也正在开发线控制动产品。

② 电子机械制动（EMB）

※ EMB工作原理：EMB将传统制动系统中的液压装置（包括主缸、液压管路、助力装置等）用电子机械系统替代，液压盘和鼓式制动器的调节器也使用电机驱动装置取代，每个车轮均有各自的车辆制动模块。ECU需要根据制动踏板传感器信号以及车速等车辆状态信号来驱动和控制执行机构电机产生所需的制动力。EMB相较于EHB有诸多优点，但缺少备用制动系统，且技术难度大，目前还处于研究阶段，未有大规模量产产品。

优点：

a. EMB反应时间远小于EHB，安全优势突出；

b. 无液压系统，无泄露风险，有利于实现轻量化；

c. 无需助力器，有利于空间布置；

d. ABS模式下无回弹震动，可以消除噪音；

e. 能量回收效率更高。

缺点：

a. 无备份系统，对可靠性要求高；

b. 因轮毂体积限制电机功率，制动力不足；

c. 工作环境恶劣：高温、震动；

d. 需针对底盘开发响应系统。

※ EMB市场情况：国际一级供应商全面布局，长城将于2023年率先实现量产

布雷博、大陆、西门子、博世等国际供应商均在研发布局EMB。长城旗下精工汽车2021年4月上海车展发布了自主研发的EMB制动系统，计划2023年实现量产。

2、线控转向

汽车转向系统经历了机械转向系统（MS）、机械液压助力转向系统（HPS）、电子液压助力转向系统（EHPS）、电子助力转向系统（EPS）到线控转向系统（SBW）的发展，电动化程度越来越高。目前，EPS仍为主流，但占用空间更小、安全性更高的SBW将成为未来趋势。

2.1 线控转向系统（SBW）工作原理：

用扭矩传感器和转向角传感器检测驾驶员的转向数据，然后通过数据总线将信号传递给车上的ECU，ECU再将转向指令发送至转向电机，从而控制车轮转向。

2.2 SBW优势分析：占用空间小、安全性更高的SBW成未来趋势

相比EPS，SBW的最大差异点在于方向盘和执行机构间不再有机械连接，在成本控制、底盘设计灵活性、驾驶感可调节、行车安全、占用空间上均有明显优势。SBW具体优势如下：

2.3 国标解除限制：国标解除对转向的限制，推动线控转向渗透率快速提升

2022年1月，中国的转向标准GB 17675-2021不再限制全动力转向（仅依赖外部能源作为转向能源的转向系统，线控转向属于全动力转向），允许转向系统方向盘和车轮物理解耦，这意味着对线控转向解除标准上的限制。目前，中汽研标准所和集度、蔚来、吉利三家主机厂组成标准小组，共同推动中国线控转向行业标准的制定。

2.4 SBW市场情况：尚未实现规模量产，国内外供应商全力布局

2014年Kayaba的DAS是最早量产的SBW产品，搭载于英菲尼迪部分车型上。舍弗勒、万都预计于2022年量产自驾SBW产品，博世则计划于2024年实现量产。国内企业中，长城精工、联创电子、拓普集团等正在研发线控转向系统。长城旗下精工汽车研发的线控底盘中搭载了首个支持L4 自动驾驶的SBW系统，并计划在2023年量产；联创电子通过产学研合作推出了功能样机；耐世特2017年发布的Quiet Wheel已初步采用了SBW技术；浙江世宝SBW技术已立项，正在研发。

3、线控悬架

3.1 线控悬架工作原理：

悬架可以分为被动式悬架、半主动式悬架和主动悬架，其中半主动式悬架及主动式悬架均属于线控悬架（电控悬架）。线控悬架系统能够根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号，由ECU控制悬架执行机构，使悬架系统的刚度、减震器阻尼力及车身高度等参数相应改变，从而使汽车具有良好的乘坐舒适性、操纵稳定性和通过性。线控悬架系统的最大优点是能够根据不同路况和行驶状态做出反应，使汽车具有更好的驾乘体验，且由电信号控制而更加智能。

① 半主动式悬架：

半主动式悬架技术主要分为阻尼控制、刚度控制两大类。连续阻尼控制减震器（CDC）和磁流体变阻尼控制减震器（MRD）属于阻尼控制，替代了原来的减震器；空气弹簧属于刚度控制，替代了原来的螺旋弹簧。

② 主动式悬架：

主动式悬架技术一般可实现刚度、阻尼同时可调，常见的是液压悬架和空气悬架。空气悬架响应更快、舒适度更高，广泛应用于豪华品牌车型上。

3.2 线控悬架市场情况：

国外一级供应商线控悬架布局早，研发底蕴深，且已有量产经验和配套用户。自主供应商目前大多集中于线控悬架的零部件供应。但是自主供应商技术追赶迅速，且响应更快，更加符合自主品牌主机厂降成本的需要，未来有望加速国产替代。

4、线控油门

4.1 线控油门工作原理：

混动/燃油车中，油门踏板和节气门间不再有机械连接，油门踏板集成了踏板位置传感器，传感器将踏板位置信号发送给ECU,ECU通过计算将节气门开度量传递给安装在节气门上的电机，电机控制节气门打开和关闭；纯电车没有发动机，只有电源系统作为动力系统，“油门”控制的是电机的扭矩，它和VCU、MCU、动力总成等一同实现车辆的加速。

4.2 线控油门市场情况：

目前最成熟的线控技术，渗透率接近100%，单车价值较低，市场增量较小，且格局相对稳定，大规模国产替代难度较大。针对传统内燃机汽车，线控油门技术（线控油门）目前在乘用车和商用车上普遍应用，市场占有率达99%以上；针对新能源汽车，线控油门技术已经全面应用，现在正处于集中电机驱动阶段，随着电气化水平的提高，未来将向以轮边电机和轮毂电机为代表的分布式驱动发展。

5、线控换挡

5.1 线控换挡工作原理：

线控换挡由传统的机械手动档位变化为手柄、拨杆、转盘、按钮等电子信号输出的方式。线控换挡取消了笨重的机械装置，布置较为灵活，越来越多的车型采用了电控换挡（亦称：电子换挡），最早出现在宝马E65/E66、宝马7系上。

5.2 线控换挡市场情况：

单车价值量低，技术较成熟，市场空间增量小，国产替代难度大。

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