導讀
線控轉(zhuǎn)向作為 EPS 的下一代產(chǎn)品,具備響應速度更快、安全性更高的優(yōu)勢,同時作為線控底盤最后一塊拼圖,有望發(fā)揮線控底盤的協(xié)同效應。法規(guī)標準完善疊加智能化催化,線控轉(zhuǎn)向有望進入加速落地階段。線控轉(zhuǎn)向有望保持高增長,我們預計 2025 至 2030 年線控轉(zhuǎn)向市場規(guī)模有望從 23 億元擴容至超過 300 億元,復合增速 67.1%。當前份額領先及產(chǎn)品落地速度較快的國產(chǎn)供應商如華域汽車、耐世特、伯特利等核心 Tier1 公司。
01
轉(zhuǎn)向系統(tǒng):EPS 為主流產(chǎn)品,線控成熟度提升
技術:受益高階智能駕駛,進入加速階段
轉(zhuǎn)向系統(tǒng):產(chǎn)品升級與自動駕駛匹配。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為底盤的另一核心部分,發(fā)展至今,經(jīng)歷了機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(HPS)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(EPS)、冗余轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(RSS)、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(SBW)等多個階段,逐步實現(xiàn)從機械件到電動化再到智能化的轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)操作性能逐步提升,集成度、電動化、智能化水平持續(xù)變高。未來,隨著自動駕駛滲透率的逐步提升,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將加速向線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)演進。
從 EPS 細分產(chǎn)品來看,根據(jù)轉(zhuǎn)向電機布局位置及數(shù)量不同包括四種技術方案,包括轉(zhuǎn)向管柱助力式 EPS(Column-EPS,C-EPS)、小齒輪助力式EPS(Pinion-EPS,P-EPS)、雙小齒輪助力式 EPS(Double Pinion-EPS,DP-EPS)和齒條式助力式 EPS(Rack-EPS,R-EPS)。工作原理上,C-EPS將電機布置在轉(zhuǎn)向管柱上,通過電機的轉(zhuǎn)矩和駕駛員的轉(zhuǎn)矩共同轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向管柱實現(xiàn)主力;P-EPS將電機布置在小齒輪和齒條嚙合處;DP-EPS將轉(zhuǎn)向機有兩個小齒輪與齒條嚙合,一個由電機驅(qū)動,一個受人力驅(qū)動;R-EPS將電機直接布置在齒條上,通過滾珠絲桿和皮帶將電機助力傳到齒條上。
EPS 為當前主要轉(zhuǎn)向產(chǎn)品,逐步從 C-EPS 向 DP-EPS 和 R-EPS 升級。2023/2024 年, EPS 在轉(zhuǎn)向方案的滲透率分別為 98.9%/99.2%,是主要轉(zhuǎn)向方案。EPS 方案中,逐步實現(xiàn)從 C-EPS向DP-EPS和R-EPS 的升級。主要系一方面受益于新能源車重量、轉(zhuǎn)向扭矩需求提升,另一方面智能駕駛需要轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的響應時間逐步縮短。EPS產(chǎn)品方案來看,2022年R-EPS和DP-EPS分別占比4.2和29.9%,較過去增長明顯。
線控轉(zhuǎn)向:技術仍處于發(fā)展階段,進入產(chǎn)品兌現(xiàn)曙光。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的特點是以電子控制單元與傳感器等電子部件取代轉(zhuǎn)向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機械連接,具備質(zhì)量更輕,路面沖擊更小,噪聲更低且隔振效果更強等優(yōu)點。但由于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對安全性與可靠性的要求高,且早期各國相關法規(guī)對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的機械連接有強制性要求,技術成熟度仍有待提升,仍然以概念車型搭載為主。
技術進展:線控轉(zhuǎn)向優(yōu)化轉(zhuǎn)向空間,安全性、智駕協(xié)同性大幅度提升。以蔚來et9的線控轉(zhuǎn)向技術為例,該系統(tǒng)以電子控制完全取代傳統(tǒng)機械轉(zhuǎn)向控制,方向盤與車身完全解藕,可變轉(zhuǎn)相比在 14:1至 6:1的范圍智能調(diào)整,實現(xiàn)更加精準的控制、快速的響應,也更加便于智駕系統(tǒng)對車身轉(zhuǎn)向的控制。同時,整套線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用雙冗余設計,確保安全性。
1.2 線控底盤:轉(zhuǎn)向補全,線控底盤協(xié)同正當時
汽車底盤是傳動、行駛、轉(zhuǎn)向與制動子系統(tǒng)的總和,通過操作機構(gòu)與執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)車輛按駕駛員所要求的運動。底盤是汽車的重要組成部分,負責接受發(fā)動機的動力,按照駕駛員的操作指令使得輪胎與地面產(chǎn)生相應的力的作用,進而實現(xiàn)行駛、轉(zhuǎn)向與制動等功能。汽車底盤包括四大子系統(tǒng):1)傳動系統(tǒng),進行從發(fā)動機到驅(qū)動輪的動力傳遞,通常由離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器、差速器與半軸等構(gòu)成;
2)行駛系統(tǒng),將傳動系統(tǒng)傳來的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為行駛的驅(qū)動力,配合轉(zhuǎn)向系保證操縱的穩(wěn)定性,緩和由路面不平帶來的震動感,通常由車架、車橋、車輪和懸架等構(gòu)成;3)轉(zhuǎn)向系統(tǒng),按照駕駛員指令改變汽車的行駛方向,通常由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動結(jié)構(gòu)等構(gòu)成;4)制動系統(tǒng),使行駛中的汽車減速或在最短距離內(nèi)停車,保持車輛停放在原地,通常由制動操縱裝置、制動控制裝置與制動器等構(gòu)成。線控轉(zhuǎn)向的應用成為線控底盤加速應用的關鍵因素,成為智能駕駛執(zhí)行層底盤補全的關鍵。
線控底盤:高階智駕的核心執(zhí)行層硬件。線控底盤響應速度快、控制精度高,是實現(xiàn)高階自動駕駛技術的關鍵。由于以電信號取代機械聯(lián)結(jié)與機械能量傳遞,線控系統(tǒng)具備以下優(yōu)勢:1)以電信號的方式傳輸,系統(tǒng)的響應速度更快;2)應用傳感器收集與記錄信息,控制精度與子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)性大幅提升;3)以線控系統(tǒng)取代機械裝置,減輕整備質(zhì)量,提升輕量化水平,同時節(jié)省大量空間,有利于實現(xiàn)模塊化設計。
線控底盤優(yōu)勢一:全線控底盤協(xié)同容錯控制。驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等子系統(tǒng)容錯能力提升是線控底盤主要優(yōu)勢,極端環(huán)境下底盤域能力協(xié)調(diào)保證車輛安全。(1)驅(qū)動系統(tǒng):當驅(qū)動電機發(fā)生故障時,容錯控制算法通過實時故障診斷識別驅(qū)動電機故障狀態(tài),并通過匹配離線設計的容錯控制算法實現(xiàn)驅(qū)動電機失效時車輛穩(wěn)定性控制。(2)轉(zhuǎn)向系統(tǒng):上層基于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障信息與車輛狀態(tài),使用模型預測控制等求解車輛期望的縱向驅(qū)動力、前輪轉(zhuǎn)角和附加橫擺力矩。下層以輪胎負荷率最小化為目標,通過滑??刂?、有效集法等實現(xiàn)各輪轉(zhuǎn)矩的優(yōu)化分配,保證車輛軌跡跟蹤精度。
線控底盤優(yōu)勢二:舒適性和平順性提升。輪轂電機驅(qū)動電動汽車非簧載質(zhì)量顯著增大,導致車輛平順性惡化;此外,路面隨機激勵導致電機內(nèi)部定子與轉(zhuǎn)子相對偏心,產(chǎn)生不平衡磁拉力,該力的垂向分量與懸架系統(tǒng)的垂向振動分量耦合,進一步影響車輛平順性。線控底盤通過輪轂電機結(jié)構(gòu)和電機懸置構(gòu)型優(yōu)化減輕垂向負效應的影響;同時采用電機電磁控制與主動懸架控制降低垂向振動,改善車輛平順性。
我們認為,未來受益于高階智駕,線控底盤有望快速發(fā)展。一方面,高階智駕滲透率穩(wěn)步向上,2025 年后進入加速階段,良好的執(zhí)行層在安全條件下是表達優(yōu)質(zhì)功能的關鍵;另一方面,產(chǎn)品協(xié)同出貨或成為未來車場核心解決方案,底盤系統(tǒng)硬件控制算法統(tǒng)一減少整車廠的開發(fā)成本,同時產(chǎn)品間的協(xié)同效應和控制能力持續(xù)增強。
02
轉(zhuǎn)向規(guī)模:政策支持,2030 年展望 30%+滲透率
2.1 當下:法規(guī)逐步解綁,智能駕駛催化線控轉(zhuǎn)向應用
國內(nèi)法規(guī):轉(zhuǎn)向政策逐步解綁,線控轉(zhuǎn)向支持力度逐步提升,測試及使用標準有望落地。國內(nèi)政策復盤來看,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對于全動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)要求逐步下降。GB 17675-1999中,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不得裝用全動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)。2022年 1月廢止GB 17675-1999,開始使用GB 17675-2021,其中指出轉(zhuǎn)向裝置在轉(zhuǎn)向操縱裝置和轉(zhuǎn)向車輪之間構(gòu)成功能性鏈接、實現(xiàn)信號傳輸和/或能量傳輸兩種零部件組合,對能量傳輸?shù)木€控轉(zhuǎn)向上車提供依據(jù)。2021年開始,中國汽車標準化研究院加速推進線控轉(zhuǎn)向標準落地。
智能駕駛:滲透率穩(wěn)步向上,線控轉(zhuǎn)向進入探索階段。單車智能駕駛滲透率全面加速,L2+及以上功能應用加速落地。2024年L2級銷量占比為37.0%,同比提升4.3pct;L2+銷量占比為11.7%,同比提升 5.7pct。我們認為,受益于2025年比亞迪、吉利等自主品牌全面加速 L2 及 L2+級別智能駕駛功能上車,行業(yè)高階功能持續(xù)加速,線控轉(zhuǎn)向作為線控底盤的核心組件,有望充分受益。
新能源車重量和智能駕駛對EPS升級提出了更高的要求。EPS的核心參數(shù)中,傳動比和齒條力是重點影響性能的關鍵因素。電動化:電動汽車的普及使得車輛對轉(zhuǎn)向助力的扭矩要求更為復雜和精準,以適配不同工況,需要瞬時響應的齒條力。智能化:高階智駕對失效時間提出了更高的要求,為保障自動駕駛安全,EPS 系統(tǒng)可靠性要極高,盡量延長無故障運行時間。
同時,需要完善的冗余設計和故障應急機制,在極短時間內(nèi)切換到備用模式或安全狀態(tài),即需要瞬時傳動比和齒條力,最大程度降低對車輛和駕乘人員的影響。EPS持續(xù)向上迭代,并且逐步向線控轉(zhuǎn)向加速。
應用車型:蔚來et9、特斯拉Cybertruck等車型加速應用線控轉(zhuǎn)向。特斯拉2023年6 月發(fā)布最新線控轉(zhuǎn)向?qū)@?,?Cybertruck、Model S等車型上應用最新線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品。國內(nèi)整車廠中,蔚來et9 率先通過工信部許可并搭載線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品。
2.2 國內(nèi)市場:2030 年展望30%滲透率,規(guī)?;虺?00 億
當前轉(zhuǎn)向市場:EPS裝配率超過99%,2024年轉(zhuǎn)向市場規(guī)模超過380億元。
EPS 總量:目前 EPS 仍作為市場主流產(chǎn)品。2024 年 EPS 裝配量(上牌數(shù)據(jù))2274.6萬輛,配置率 99.2%,配置率保持基本穩(wěn)定,考慮到出口車型與國內(nèi)車型配置基本一致,我們認為 2024年國內(nèi)市場 EPS配置率為99.2%。
EPS價格:各細分產(chǎn)品成熟度較高,價格保持同幅度年降。我們預計2024年 C-EPS/ P-EPS/ DP-EPS/ R-EPS價格分別為 900/1400/1800/2050元。
EPS細分產(chǎn)品比例:我們預計2024年 C-EPS/ P-EPS/ DP-EPS/ R-EPS各產(chǎn)品占比分別為 30%/22%/41%/7%,后續(xù)DP-EPS/ R-EPS占比有望保持增長。
市場規(guī)模:結(jié)合上述假設,對應 2024年轉(zhuǎn)向市場規(guī)模約為 395.3億元,其中EPS方案市場規(guī)模約為401.4億元。
EPS未來產(chǎn)品占比和價格走勢:EPS產(chǎn)品短期受益于DP-EPS/ R-EPS等高價值量產(chǎn)品占比提升,EPS行業(yè)ASP或在保持基本穩(wěn)定,后續(xù)由于產(chǎn)品規(guī)模效應,或出現(xiàn)2023-2025年EPS的ASP穩(wěn)步向上,2025年進入產(chǎn)品成熟階段后或進入產(chǎn)品降價階段。
2025-2030年線控轉(zhuǎn)向成為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)升級的主要方向。中國汽車工程學會在《電動汽車智能底盤技術路線圖》中針對線控轉(zhuǎn)向總體目標提出 2025年/2030年目標。
功能:2025年滿足L3+級別自動駕駛,2030年滿足L4+級別自動駕駛;銷量:預計線控轉(zhuǎn)向2025年滲透率達到 5%,2030年滲透率達到 30%。
價格:線控轉(zhuǎn)向2025年成本低于 4000元,考慮到后續(xù)年降及組件自制率提升,我們預計 2030年線控轉(zhuǎn)向成本或下探至 2500-3000元。
受益于線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品落地及后續(xù)發(fā)展,2030年轉(zhuǎn)向市場規(guī)模有望拓展超過600億元。 2023/2024年,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以EPS為主,方案滲透率分別為98.9%/99.2%,對應國內(nèi)市場規(guī)模 367.3/401.4億元。2025-2030年,DP-EPS/R-EPS/線控轉(zhuǎn)向進入加速升級/替換階段。我們認為線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品滲透率有望從 2025 年的 2%提升至 2030 年的 30%,線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品國內(nèi)市場規(guī)模有望從23.1億元提升至301.5億元,復合增速為67.1%。
EPS 市場規(guī)模逐步下降,或從 2025 年的 411.0 億元下降至 2030 年的 335.8 億元, DP-EPS/R-EPS 市場規(guī)模保持相對穩(wěn)健增長。整體來看,轉(zhuǎn)向系統(tǒng)市場規(guī)模保持穩(wěn)健增長,市場規(guī)模有望從 2025 年的 434.1 億元提升至 2030 年的 637.3 億元,復合增速為 8.0%。
03
格局:EPS 領先公司受益,核心組件自制率提升
3.1 轉(zhuǎn)向安全要求較高,EPS 份額、產(chǎn)品進展影響格局
線控轉(zhuǎn)向安全屬性要求高,是安全等級ASIL-D級別的汽車零部件。線控轉(zhuǎn)向的產(chǎn)品安全要求上來看,作為負責安全功能的汽車電子零部件,線控轉(zhuǎn)向整體安全級別為ASIL-D。從故障率要求來看,ASIL-D級別的單點故障率要求低于 1%,系統(tǒng)潛在故障率低于 10%。零部件公司在 ASIL-D 級別的汽車電子產(chǎn)品上,需要更多的研發(fā)投入、更精準的產(chǎn)品設計、更久的驗證周期。高壁壘零部件保證細分賽道格局的穩(wěn)定性。線控轉(zhuǎn)向作為 EPS 產(chǎn)品的升級,EPS 當前市場份額和線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品進展成為核心要素。
EPS 市場份額:外資市場份額領先,國產(chǎn)供應商份額穩(wěn)步向上。2024 年 EPS 份額來看,國內(nèi)前五大EPS供應商分別為采埃孚、博世華域、耐世特、博世、NSK,2023/2024年 CR5 配套車型上牌量分別為 1371.3/1377.6 萬輛,同比增長 0.5%,CR5 占比分別為64.9%/60.1%。國產(chǎn)供應商份額顯著提升,博世華域、耐世特、豫北轉(zhuǎn)向等國產(chǎn)Tier1銷量、份額顯著提升,2024年EPS 銷量分別增長274.1/125.8/49.1萬輛,份額分別提升 11.8/4.8/2.1pct。其他國產(chǎn)供應商中,伯特利、浙江世寶等增長明顯。
線控轉(zhuǎn)向保持高速增長,產(chǎn)品進展及客戶配套成為行業(yè)競爭關鍵因素。目前進展來看,外資中采埃孚產(chǎn)品進度領先,目前已經(jīng)搭載在蔚來et9,預計 2025年實現(xiàn)量產(chǎn);博世 2023 年發(fā)布線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品,預計 2025-2026 年實現(xiàn)量產(chǎn);特斯拉 2023 年公布線控轉(zhuǎn)向?qū)@?,預計 2025-2026年實現(xiàn)量產(chǎn)。國內(nèi)供應商中,博世華域 2023年落地線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品,并針對國內(nèi)環(huán)境完成軟件算法開發(fā);耐世特 2023年完成線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品落地,伯特利加速完成線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品量產(chǎn)。
博世華域:具備EPS多產(chǎn)品生產(chǎn)能力,2023年完成線控轉(zhuǎn)量產(chǎn)。博世與華域汽車的合資公司,股權比例分別為 51%/49%。博世華域在國內(nèi)首發(fā)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng),基于本土自主研發(fā)“合”平臺,消除了車輛方向盤和車輪之間的物理連接,采用全冗余系統(tǒng)和架構(gòu),近年來,博世華域致力于開發(fā)本土平臺線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品,快速響應本土客戶。同時,CSER-B3“合”平臺電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是本土自主研發(fā)的硬件&軟件,搭載國產(chǎn)化芯片,適合中型車輛的理想轉(zhuǎn)向解決方案,輔助功能接口,提高安全性和舒適性,適用 L3以下高級輔助駕駛,具有完全故障性能等優(yōu)勢。
耐世特:轉(zhuǎn)向產(chǎn)品完善,2023年完成線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品量產(chǎn)。耐世特 2023年完成線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品量產(chǎn),目前摻香產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完善。2023 年實現(xiàn)營業(yè)收入 301.6 億元,同比增長9.6%,其中轉(zhuǎn)向業(yè)務收入244.4億元,占全部收入的81.0%。
伯特利:收購萬達轉(zhuǎn)向,加速線控轉(zhuǎn)向研發(fā)。2021 年伯特利完成萬達轉(zhuǎn)向收購,產(chǎn)品覆蓋轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。目前,伯特利加速推進電控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品的研發(fā),并逐步實現(xiàn)向線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進階。萬達轉(zhuǎn)向逐步成為伯特利重要子公司,2023年貢獻收入 10.3億元,實現(xiàn)凈利潤 0.46億元。受益于高階 EPS產(chǎn)品和線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品落地,萬達轉(zhuǎn)向有望持續(xù)兌現(xiàn)收入和業(yè)績增長。
3.2 組件:絲杠、電機等賽道受益,零部件自制率提升
線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品有望持續(xù)放量,核心組件或充分收益。線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,相較于EPS 增加了ECU、電機、絲杠等核心產(chǎn)品,組件細分賽道或充分收益。核心Tier1加速零部件自制,零部件公司或?qū)崿F(xiàn)持續(xù)增長。伯特利、耐世特、浙江世寶等公司均加速組件生產(chǎn),拓展電機、絲杠等組件的生產(chǎn)能力,提升組件自制率實現(xiàn)產(chǎn)品利潤率水平。
04
代表廠商
線控轉(zhuǎn)向作為 EPS的下一代產(chǎn)品,具備響應速度更快、安全性更高的優(yōu)勢,同時作為線控底盤最后一塊拼圖,有望發(fā)揮線控底盤的協(xié)同效應。法規(guī)標準完善疊加智能化催化,線控轉(zhuǎn)向有望進入加速落地階段。線控轉(zhuǎn)向有望保持高增長,預計 2025至2030年線控轉(zhuǎn)向市場規(guī)模有望從 23 億擴容至超過 300 億,復合增速 67.1%。當前份額領先及產(chǎn)品落地速度較快的國產(chǎn)供應商有望充分受益,推薦華域汽車、耐世特、伯特利、浙江世寶等核心 Tier1公司。
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