线控底盘行业深度:竞争格局、市场规模、产业链及相关公司深度梳理(慧博出品) 作者:慧博智能投研我国新能源汽车市场步入高增长快车道,截止至2022年5月新能源汽车渗透率达到26.5%。相较传统燃油车... 

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线控底盘行业深度:竞争格局、市场规模、产业链及相关公司深度梳理(慧博出品) 作者:慧博智能投研我国新能源汽车市场步入高增长快车道,截止至2022年5月新能源汽车渗透率达到26.5%。相较传统燃油车... 

2024-07-16 20:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

来源:雪球App,作者: 慧博,(https://xueqiu.com/3966435964/234130905)

作者:慧博智能投研

我国新能源汽车市场步入高增长快车道,截止至2022年5月新能源汽车渗透率达到26.5%。相较传统燃油车,电动车机械结构更简单,零部件标准化程度更高,同时整车电子电气架构正由分布式向域集中/中央控制架构升级,软硬件逐步解耦,为汽车智能化奠定坚实基础。而智能汽车两大核心分别是“智能座舱”及“智能驾驶”;在电动化与智能化推动下,作为智能驾驶的主要载体,汽车底盘线控化大势所趋,未来高阶自动驾驶也将基于线控化的底盘来实现。

那么发展线控底盘的必要性是什么?产业链及相关公司有哪些?竞争格局情况如何?未来市场空间有多大?下面我们来逐一了解。

01

概念

1.什么是线控技术

线控技术最早起源于飞机的电传操纵系统。线控技术是指由“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。线控技术最早起源于飞机的电传操纵系统,线控技术将飞行员的操纵命令转换成电信号,通过电缆直接传输到自主式舵机的一种系统。由于省去传统的飞机操纵系统中从操纵杆到舵机之间的复杂机械传动装置和液压管路,线控技术反应速度更快,控制精度更高。目前绝大部分军用和民用飞机都已采用线控技术。

线控技术实现过程:传感器将驾驶员的操纵指令转换成电信号传送给控制器,控制器分析信号、并将指令发送给执行机构,最终由功能装置实现目标指令。

2.底盘构成

汽车的底盘由传动系统,转向系统,行驶系统,制动系统四大系统组成,包括驱动、换挡、制动、悬架、转向五大部分。底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成,成形汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证车辆安全行驶。

3.汽车线控底盘技术优势

电信号传递信息,响应更快,精度更高。传统的操纵汽车的方式:当驾驶员踩制动、踩油门、换档、打转向盘时,都是通过机械机构来操纵汽车。而线控技术则是将动作转化为电信号,由电线来传递指令操纵汽车。由于线控系统取消了一些笨重的、精确度较低的气动、液压及机械连接,取而代之的是更为精确、敏感的传感器、控制单元及电磁执行机构,其具有结构紧凑、可控性好、响应速度快等优势,具有良好的发展前景。此外,线控底盘高度集成、结构紧凑,重量更轻,是电动化和智能化的桥梁。

4.汽车线控系统的必要性

随着汽车电子技术的快速发展,汽车的发展趋势是集成化、模块化、机电一体化以及智能化。汽车底盘系统线控化将从部分子系统线控化逐渐演进到全局线控化,多系统多控制器将逐渐被域控制器取代。

线控底盘是实现自动驾驶SAEL3的“执行”基石。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中的“执行”机构,是最终实现自动驾驶的核心功能模块。L3及L3以上更高级别自动驾驶的实现,离不开底盘执行机构的快速响应和精确执行,以达到和上层的感知和决策的高度协同。

线控底盘技术是发展高级别自动驾驶的必然要求。线控底盘系统的差别在于各个位移传感器将力信号转化为电信号,传导至ECU后计算出所需要的力,然后由电机驱动执行机构完成相关动作。

线控底盘系统取消了大量的机械连接装置及液压/气压等辅助装置,一是有助于车辆提升安全性,具备响应速度快和控制精度高的特点,二是减少了力在传过程中能量的损耗,三是可磨损部件减少维护成本降低。同时,线控底盘技术的发展将大幅提升汽车能量利用效率,提升新能源汽车的续航能力。基于新能源专用平台设计、生产的新能源汽车底盘经过重新设计,可以更好地适应各线控装置的布局,同时更高的电气化水平可以有效支撑线控底盘系统的正常运行。

02

政策规划重视线控底盘发展,核心技术渗透率处于低位

国家政策将线控底盘视为新能源汽车关键性数据,给予高度重视。2018年以来,国家各政府部门多次在重要政策文件中强调线控底盘技术的重要性,例如国务院于2020年10月发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》在开设的专栏中专门对新能源汽车核心技术的攻关做出了规划,文件指出“以新能源汽车为智能网联技术率先应用的载体,支持企业跨界协同,研发复杂环境融合感知、……、线控执行系统等核心技术和产品。”由于线控底盘技术关键技术仍处于攻关阶段,政策层面仅从宏观角度表明支持与激励态度,将技术方向与实现路径交由行业及企业进行创新探索。目前行业对关键性技术方向基本达成共识,当前重点在于软硬件设备可靠性提升及线控技术带来的安全事故定责等问题。因此能够预计,未来政策将更为细化有关线控底盘的规制细节,将有望从技术路径、优惠补贴、软硬件可靠性、交通事故定责等方面建立完备的规范体系,指引技术发展方向并尽可能降低先进智能化技术可能带来的定责边界模糊等问题。

03

产业链

线控底盘产业链包括:线控制动、线控转向、线控悬架、线控换挡、域控制器、线控油门六大部分。

1.线控制动:

车辆制动系统分为驻车制动与行车制动。驻车制动指车辆静止时通过制动器锁住传动轴或车后轮,避免溜车;行车制动是指在车辆前进过程中,驾驶员通过操作制动踏板,给予车轮制动力,使车速降低或停车。随着车辆技术发展,驻车制动与行车制动系统已逐步由传统机械式转型为电子式。

(1)驻车制动:线控技术成熟

驻车制动是智能泊车等功能实现的基础,转型顺利为高级别自动驾驶的应用奠定基础。驻车制动系统经历了由传统的机械手刹向电子系统转变的过程:传统的机械手刹由制动杆、拉线、制动机构以及回位弹簧组成,制动杆通过杠杆原理进行锁止驻车;目前电子驻车系统(EPB)将驻车指令转换为电信号,通过电子控制单元(ECU)发出指令驱动制动卡钳实现驻车。EPB在优化座舱空间布局的同时,也避免了由于手刹未拉紧或设备磨损所可能导致的制动力下降,提升驻车安全。更重要的是,电子化驻车是遥控泊车(RPA)、自主代客泊车(AVP)等功能的必要环节,也为高级别自动驾驶方案奠定基础。

电子驻车国际代表企业包括采埃孚、大陆等,国内厂商有伯特利、万都、比亚迪等。

(2)行车制动:紧密联系行车安全,EHB是当前主流方案,EMB是未来发展趋势

行车制动系统由制动传动装置和制动器组成。其中制动传动装置包括将制动能量传输到制动器的各个部件及管路,如制动踏板、制动主缸、轮缸及连接管路,制动器是产生阻碍车辆运动或者运动趋势的力的部件,一般通过固定元件与旋转元件工作表面之间的摩擦作用来实现。

行车制动系统经历了从机械制动-液压制动-线控制动的发展阶段。

线控制动解决真空源问题,适配纯电动汽车。液压制动系统运作的关键零部件之一是真空助力器,真空助力器需要有稳定的真空来源实现正常运作,纯电动汽车用电机代替发动机作为驱动装置,系统缺少了真空源,因而在初期需要安装真空泵提供真空源,保障系统正常工作,但真空泵较短的使用寿命无法与纯电动汽车相匹配,车企开始寻求新的真空源解决方法。1996年,博世率先推出线控制动系统iBooster,用助力电机代替真空助力器,解决了纯电动车缺少真空源的问题,制动系统也进入线控制动时期。

线控制动实现能量高效回收,对提升电动车续航里程至关重要。传统的制动系统在制动过程中车轮与制动器产生的摩擦热能没有得到良好的收集利用,新能源汽车带来的动力系统变革为制动能量回收提供了可能:在液压制动之外,通过驱动电机产生的负扭矩提供部分制动力,负扭矩产生的反向电流对电池进行充电,实现车辆动能向化学能的转化,有助于提高纯电汽车续航里程。具体来看,制动能量回收的方式主要有三种:单踏板模式、叠加式、协调式。

按照制动力传导路径的不同,线控制动可分为电子液压制动系统(EHB)和电子机械制动系统(EMB)。EHB是由传统的液压制动系统发展而来,EHB用电动助力器代替了传统液压系统中的真空助力器,解决了纯电动汽车的真空源问题,同时保留了液压装置。EHB通过电子传感器感受驾驶员制动意图,并通过电机驱动液压泵进行制动,典型代表是目前博世量产的iBooster;EMB则是将所有液压装置用电子机械装置代替,制动踏板传感器在接受到制动踏板指令后,将转换的电信号直接通过ECU传送给轮毂装置,实现车轮制动。

EHB与EMB在安全冗余与踏板解耦的程度方面存在差异。在解耦程度方面,EHB保留了液压装置,并未完全实现踏板与车轮制动器的解耦,驾驶员可通过液压变化感受制动系统变化,EMB则完全去除液压装置,做到踏板与车轮制动器解耦,仅能够通过传感器模拟实现与传统液压装置相似的制动感受。在安全冗余方面,由于EHB保留了液压装置,在电子设备失效时,可通过开启备用阀将系统转变为传统液压制动,保证制动系统正常运转和驾驶员对车辆的有效控制;而EMB不含任何液压或机械连接装置,通常采用电子设备冗余实现安全冗余,但若发生电子设备全部失效的极端情况,车辆面临一定的安全隐患,因此对电子设备的可靠性提出了严格要求。此外,EMB系统中ECU直接驱动车轮制动器进行制动,需要能够产生高制动力的电机安装在轮毂上,但轮毂处空间不足,对电机体积有所限制,EMB系统的大规模应用需要电机技术突破作为重要前提。

1)EHB:当前主流的线控制动方案,one-box产品是国产品牌弯道超车机遇

按照系统是否集成了电子稳定控制系统(ESC),EHB可分为“one-box”和“two-box”两种方案。电子稳定系统最早由博世开发,并将其产品命名为ESP(Electronic Stability Program),随后其他厂家陆续推出相似产品,统一命名为ESC(Electric Stability Controller)。ESC集成了制动防抱死系统ABS、牵引力控制系统TCS、稳定性控制系统VDC等系统,用于控制车辆行驶中的横向和纵向稳定,降低车辆行驶安全风险。“one-box”将EHB与ESC进行集成,实现了更高的空间利用率和能量回收效率以及更低的成本,但难以支持未来L3以上级别自动驾驶对安全冗余的要求,目前博世、大陆、伯特利等均有布局;“two-box”指booster和ESC独立装置,是当前车型搭载的主要制动系统,能够较好地满足安全冗余的需求,缺点是重量大、成本高昂,布局厂商有博世、大陆、伯特利、华域汽车等。 

博世在国内市场形成垄断,自主品牌技术水平已接近国际领先厂商。国际厂商较早布局EHB技术,博世、大陆、采埃孚等国际零部件龙头公司具备先发优势,目前已经形成了成熟的技术成果和稳定的品牌形象。我国自主品牌依靠出色的技术水平逐渐追赶上国际领先厂商步伐,伯特利、同驭、拿森等厂商已经具备了产品量产能力,伯特利更是成为国内首个实现one-box产品量产的企业,目前正处于快速开拓客户阶段,未来有望依靠本土供应链及成本优势实现国产突围。

2)EMB:线控制动未来技术形态,多家企业积极布局

EMB仍处于起步初期,长城汽车有望最早实现量产。EMB系统彻底实现了踏板与制动器间的机械解耦,是实现上下车体解耦、量产滑板底盘需要突破的关键性技术之一,因此受到国内外头部厂商的高度重视。当前EMB技术仍需解决安全冗余、电机制动力等技术难题,因此目前市场还未出现可量产的EMB产品,但包括布雷博、大陆、西门子、博世等Tier1厂商均已加紧布局。国内主机厂长城汽车于2021年4月在上海车展发布自研的EMB制动系统,有望于2023年实现量产。虽然EMB产品在短期内实现量产与产品落地的可能性较低,但伴随技术成果积累,EMB产品的量产时间或先于高级别自动驾驶(L4/L5)的技术落地。

2.线控转向:

当前线控转向技术形态以电动助力为主,线控转向大规模应用前有待进一步技术验证。油门、换挡、制动系统主要负责汽车的纵向控制,转向系统负责汽车的横向控制。与制动系统类似,转向系统经历了机械-液压助力-电动助力-线控转向的发展历程,目前最先进的量产转向系统为电动助力转向系统(EPS),线控转向系统仍处于技术验证阶段,尚未实现大规模量产。

电动助力转向系统由转向柱、转向传统轴、转向机、助力电机、转向拉杆等组成,通过扭矩传感器接收方向盘转向和扭矩信号,通过ECU转化为电信号并传输给助力电机,实现转向控制。按照助力电机位置不同,EPS可分为管柱式电动助力(C-EPS)、小齿轮式电动助力(P-EPS)、双小齿轮式电动助力(DP-EPS)、齿条式电动助力(R-EPS),电机越靠近转向拉杆,可提供的转向助力越强,可配套更重的车型。

线控转向彻底取消机械连接,性能优势与技术挑战并存。线控转向(SBW)是在EPS的基础上,去除了方向盘与转向机构之间的机械连接,根据传感器接收驾驶员操作方向盘产生的扭矩和转向角数据,通过ECU与数据线将指令传输至转向拉杆的助力电机上,并设置另一路感反馈电机,模拟方向盘真实转向感。SBW与EPS的根本区别在于方向盘与转向拉杆之间的机械连接被全部取消,能够实现方向盘和车辆转向机构的完全解耦,在未来高端智能驾驶广泛应用之后,能够避免车辆在ECU控制下自动实现紧急转向时对驾驶员转向动作的干扰和可能的碰撞;同时物理结构的取消和集中也有助于提升车辆在轻量化、响应速度、座舱布局等方面的表现。但机械冗余的取消对电子设备及系统可靠性提出了高要求,且现阶段能够反馈路感的传感器方案不够丰富,而成本较高对厂商吸引力也不足,因此在高阶自动驾驶广泛应用之前,SBW快速发展仍面临较多挑战。

冗余设计是确保容错控制得以实现的重要前提,目前的容错技术可以分为硬件冗余法与解析冗余法两大类:1)硬件冗余法:通过给容易发生故障问题的部件以及一些较为重要的部件提供备份的方式,增强系统整体的容错能力,包括机械冗余(保留转向管柱)及电子电气冗余(双ECU、双电源、多传感器)。2)解析冗余法:针对控制器的容错算法进行设计,提升系统整体的冗余度,确保系统具有更强的容错能力。解析冗余技术能够从软件层面提升系统安全性,减少因硬件冗余导致的在空间体积方面的需求。

EPS国际厂商包括博世、NSK、采埃孚等,国内自主品牌有豫北光洋、隆联创汽车电子、比亚迪。

3.线控悬架:

空气悬架是目前主流的线控悬架系统。汽车悬架是承载式车身与车轮之间的传力连接装置,用于传递作用在车轮和车架之间的力和扭矩,以此缓冲路面不平对车身造成的冲击力,起到减震的作用。典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。线控悬架对弹性和减震元件进行升级,使之成为可主动调节元件,加入电子控制系统,实现悬架系统的智能化调节。目前市场主流的线控悬架为空气弹簧+CDC型线控减震器组合,由空气弹簧、线控减震器、空气供给单元(空气压缩机、分配阀、悬置等)、控制器ECU、传感器、储气罐和空气管路等组成。

自主供应商已具备技术实力,空悬逐步走向国产化。国外供应商主要有大陆、威巴克、AMK等。相比于欧美在上世纪五十年代即开始使用空悬系统,国内厂商在空悬业务布局较晚,但几家核心公司已具备相应技术实力:中鼎股份通过收购国外空悬巨头AMK布局空气压缩机业务;拓普集团依靠自身NVH技术优势,已具备全套空悬系统的供应能力;保隆科技在空气弹簧领域有先发优势并正向减震器等细分领域开拓,同时传感器业务也已完善;天润工业空悬业务主要集中在商用车领域,正在向乘用车领域拓展;孔辉汽车是国内首家实现乘用车空悬系统量产的企业,其空悬产品已在岚图FREE上搭载供货。

4.线控油门:

线控油门有效提升燃油经济性,渗透率接近100%。线控油门主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU(电控单元)、CAN总线、伺服电动机和节气门执行机构组成。传统油门通过油门踏板控制喷油量,不适当的喷油量会影响汽车的驾驶稳定性,对驾驶员的驾驶熟练度提出了高要求。线控油门能够识别驾驶员的过度下踩油门踏板行为,并对此做出相应调节,避免喷油量过高,提升车辆驾驶平顺性,同时能够保护发动机,提高燃油经济性。线控油门的技术实现较为容易,目前已具备较为成熟的规模化产品。

线控油门技术国际代表企业包括日立、博世、大陆等,国内布局线控油门产品的厂商有凯众股份、隆盛科技、宁波高发、奥联电子。

5.线控换挡:

提高档杆布局灵活性,优化车内空间。线控换挡是去除机械架构,仅通过电控来实现换挡操作的结构。换挡结构通过控制变速箱来调节车速高低,传统的换挡结构与变速箱之间通过机械连接,线控换挡将机械连接替换为线束,不仅降低了换挡架构重量,更是大幅提升了档杆位置与形状的灵活性,衍生出按键式、旋钮式、怀挡式等风格各异的换挡架构,提升了车内空间灵活度和科技氛围感,车企可灵活调整档杆形状及位置,打造差异化座舱。 

线控换挡大幅提升驾驶体验感,消费升级推动渗透率提升。相比于手动挡,自动挡无需频繁操作离合与档杆,对于新手驾驶员来说,操作难度更低,且在驾驶中带来的平顺性和稳定性更佳。根据盖世汽车统计,我国汽车线控换挡渗透率整体约为25%,与欧美国家相比具有广阔的提升空间。在汽车消费升级趋势下,自动挡渗透率的提升将带来线控换挡市场规模的稳步扩张。

插混车型对技术提出更高要求。插混车型对燃油替代的加速将进一步为线控换挡技术带来市场增量空间。插混车型“可油可电”的特性兼具了燃油经济性与驾驶平顺性,是目前除纯电车型外的另一大主力新能源车型。插混系统由电池与发动机组成,为提高驾驶平顺性与实现更强的动力,以长城、吉利为代表的车企开发了多挡的插混系统,高复杂度的插混系统的档位切换需要根据车速等参数进行判断,因此手动挡较难适用于插混系统,引入线控换挡的必要性提升。线控换挡技术可通过ECU与线控油门协同配合,共同实现插混车的驾驶模式智能切换,因此能够认为,插混车型的普及对线控换挡提出了更高的技术标准,线控换挡应用场景得到扩大,未来渗透率有望加速提升。

海外生产商主要有采埃孚、康斯伯格、法可赛国际。国内生产商主要以合资企业为主,如东风康斯伯格;自主品牌主要为宁波高发、奥联电子。

6.底盘域控制器及软件:

电子电气架构向域控制转型,域控制器将成为核心部件。电子控制单元(ECU)是负责车辆自动化控制的主要零部件,伴随汽车电子化程度的提升,ECU开始遍布车辆行驶控制、车内娱乐系统、网联系统的多个领域,电子化功能复杂的汽车ECU数量可达100颗以上,不仅提升了车内线束的设计难度,相互独立的ECU也不利于车内功能的协同,难以满足自动驾驶、智能网联等多功能协同的高级智能功能。域控制器的概念最早由博世提出,以软硬件解耦作为前提,通过集成化设计,将实现不同功能的ECU集成至域控制器,不仅能够实现车辆不同功能的协同运作,更是可以采用硬件预埋、软件后期OTA升级的方式实现类似于手机的系统更新功能,满足消费者对汽车功能快速更新的需求,同时便于车企及时优化汽车智能化功能,提升消费者体验,因而域控制器技术逐渐受到车企和供应商的重视。

底盘功能繁多复杂,底盘域控制器发展较慢。博世将汽车分为五大域:动力域、智能座舱域、智能驾驶域、车身域、底盘域,底盘域由传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统构成,是自动驾驶功能的重要执行层,当前底盘域控制器发展处于起步阶段,未实现汽车底盘控制功能的整合,主要是因为车企底盘系统的供应商众多,不同功能的零部件供应商之间的软件并不互通,无法通过底盘域控制器做到有机结合,因此当前市场主要的底盘域控制器产品仅能够实现部分底盘功能的控制,如经纬恒润的底盘域控制器主要负责空气悬架的调节,蔚来自研的ICC底盘域控制器实现了冗余控制、空气悬架控制、驻车控制、车载通讯等功能,但仍未实现底盘控制的一体化集成。

底盘域控制器集成功能的实现需要以软硬件解耦以及底盘零部件供应商的软件互通为前提。考虑到底盘实现行驶功能中对多模块系统协同的要求,未来主机厂或更多地参与进入底盘软件系统的研发,为不同控制功能定立统一标准接口,从而形成一体化的软件控制系统,为底盘域控制器的功能高度集成化提供先行条件。同时考虑到自动驾驶的实现需要电信号指令在不同域之间的灵活传输,底盘域、动力域、智能驾驶域将有望率先完成集成化,通过中央集成架构实现车辆自动驾驶,底盘软件系统集成或直接跳过域控制器阶段,朝着中央集成架构发展。

“软件定义汽车”的趋势下,自主掌握核心算法成为车企关键诉求。不同于智能座舱可通过创意性设计体现差异化产品竞争力,车企无法在以底盘系统作为执行层的自动驾驶功能中体现出明显区别于同业竞争者的差异化场景,自动驾驶的核心壁垒在于算法为系统带来的稳定性、安全性、响应速度等,但由于底盘硬件系统壁垒高,需要一定的技术积累,因此车企逐渐采取外采硬件、自研或定制算法的方式掌握关键功能的核心技术,以博世为代表的国际厂商率先开始将自身产品的软硬件解耦,具备了单独提供硬件的能力,具有一定的先发优势。

04

国内相关公司

1.长城汽车:基于GEEP4.0全新电子电气架构打造智慧线控底盘

公司是国内领先的自主品牌,重视自主研发智能化技术。公司于2021年6月发布智慧线控底盘,全栈自研包括线控油门、线控换挡、线控制动、线控转向、线控悬架在内的线控底盘系统,能够支持L4级别及以上自动驾驶,计划于2023年实现量产,有望成为线控底盘两大关键技术:电子机械线控制动系统(EMB)和线控转向系统(SBW)的全球首个量产主机厂。为保障系统可靠性,公司智慧线控底盘从电源到传感器、控制器、执行器均采用3重备份设计以实现多重冗余,在三套系统全部失效的极端情况下,还设置了跨系统冗余机制确保行驶安全。 

中高端产品销售火热,带动营收大幅增长。2022H1,公司实现营收621.34亿元,同比+0.33%,实现归母净利润56.01亿元,同比+58.72%,高端品牌坦克销量同比+63.56%,支撑营收增速表现好于销量整体增速(YOY-16.12%)。2011-2021年,公司营收CAGR为16.32%,归母净利润CAGR为7.0%,保持稳定增长。

毛利率逆势改善,研发投入力度持续加大。2022H1,公司销售毛利率18.38%,同比+2.13pct,高价位产品供不应求,带动毛利率在成本上涨的逆境下实现增长。销售净利率9.00%,同比+3.30pct,主要受益于毛利率上涨及汇兑收益引起的财务费用下降。2022H1,公司研发费用31.77亿元,同比+70.99%,研发费用率5.11%,同比+0.02pct,公司重视自主研发,持续加大研发投入。

2.伯特利:率先实现“one-box”线控制动产品国内量产,收购万达进击线控底盘

公司是国内领先的汽车制动系统产品厂商,率先实现one-box线控制动量产。公司产品主要分为机械制动产品和智能电控制动产品两大类,机械制动产品主要包括盘式制动器、轻量化制动零部件等;智能电动制动产品主要包括电子驻车制动系统(EPB)、制动防抱死系统(ABS)、电子稳定控制系统(ESC)、线控制动系统(WCBS)、电动尾门开闭系统(ELGS)以及基于前视摄像系统的ADAS。公司EPB产品市占率位居本土企业首位,并于2021年成为中国首家实现one-box线控制动产品(WCBS)投产的企业,产品性能优越,与博世、采埃孚、大陆等国际领先厂商难分高下。2022年4月8日,公司公告以自有资金2.01亿元收购万达零部件所持万达汽车方向机45%的股权,成功切入汽车转向领域,有助于公司布局线控转向技术,建立一体化智能底盘供应能力。

核心技术产品订单放量,营收与归母净利润保持高速增长。2022H1,公司实现营收21.14亿元,同比+37.15%,实现归母净利润2.80亿元,同比+16.43%,主要系公司智能电控制动产品EPB和WCBS新订单放量与积极拓展新客户所致,2013-2021年,公司营收CAGR为29.48%,归母净利润CAGR为41.17%,保持高速增长。 

毛利率存在改善空间,研发保持高投入。2022H1,公司销售毛利率22.14%,同比-3.43pct,主要受芯片等原材料的短缺和涨价所致。销售净利率13.23%,同比-3.89pct,主要系研发投入较大抬升费用率所致。2022H1,公司研发费用1.63亿元,同比+81.11%,研发费用率7.71%,同比+1.87pct,公司加大力度布局线控制动EMB技术和线控转向技术,研发费用率高位提升,持续夯实竞争力。 

3.华域汽车:线控制动产品获北汽新能源和比亚迪项目定点,智能化转型加速

公司深耕汽车零部件业务30余年,当前业务覆盖40余项汽车零部件产品,是国内综合型汽车零部件龙头。公司过往以传统内外饰产品为核心业务,为适应新能源汽车“新四化”趋势,公司开启“智能化+轻量化+电动化”转型,深入布局包括毫米波雷达、线控制动等在内的核心产品,公司下属子公司上海汇众的E-Booster产品与EPB产品于2018年分别获得北汽新能源和比亚迪项目定点,目前均实现量产。根据公司公告,公司及相关所属企业当前正在推进线控转向系统、线控制动系统等产品的平台预研、样件开发等工作,积极布局智能底盘核心技术,依托公司在国内市场建立的强大品牌形象以及过往积累的客户资源,公司新技术产品落地后有望加速放量。 

业务结构优化,业绩受疫情影响短期承压。2022H1,公司实现营收687.50亿元,同比+3.21%,其中新能源相关产品收入实现高速增长;上半年实现归母净利润25.18亿元,同比-7.78%,公司工厂位居上海,业绩受二季度疫情影响较大。2013-2021年,公司营收CAGR为10.34%,归母净利润CAGR为8.02%,整体表现稳健。 

毛利率短期承压,业务转型带动研发投入稳健增长。2022H1,公司销售毛利率13.61%,同比基本持平(-009pct),疫情散发及原材料涨价背景下韧性突显。销售净利率4.15%,同比-0.99pct,与受疫情影响有关。2022H1,公司研发投入30.06亿元,同比+2.24%,研发费用率4.37%,同比-0.04pct,公司将加速业务向“智能化+电动化+轻量化”转型,夯实传统零部件龙头地位。 

4.拓普集团:线控制动产品量产在即,空悬系统工厂已落成

公司是国内汽车NVH(减振降噪及舒适性控制)龙头,以NVH业务为基础,拓展车身轻量化、底盘系统、智能座舱部件、热管理系统、空气悬架系统和智能驾驶系统六大系列产品。智能驾驶系统方面,公司线控制动产品IBS采用one-box设计,串联主缸(TMC)、制动助力器、控制系统、防抱死制动系统(ABS)和电子稳定控制系统(ESC),系统重量减轻近25%,可以在150毫秒的时间里建立起制动压力,产品量产交付在即;空气悬架系统方面,公司首个空气悬架系统工厂于2021年11月24日在宁波滨海新区落成,可实现年产量200万套,满足50万辆车的配置。公司专注汽车核心零部件业务30余年,自2016年进入特斯拉产业链,定点锻铝控制臂、底盘结构件,目前已向特斯拉供应轻量化结构件、内外饰及热管理系统等产品,客户基础牢固,依托特斯拉带来的品牌形象提升,公司向底盘综合供应商大踏步迈进,新产品放量可期。 

业绩表现靓丽,新能源客户贡献主要增量。2022H1,公司实现营收67.94亿元,同比+38.18%,实现归母净利润7.08亿元,同比+53.97%,受益于特斯拉等新能源客户产销大幅增长。2013-2021年,公司营收CAGR为21.08%,归母净利润CAGR为17.33%,增速远好于行业。 

毛利率逐渐改善,规模效应显现。2022H1,公司销售毛利率21.36%,同比+0.49pct,受益于原材料、运费成本企稳下降及公司与客户的调价补偿的顺利进展。销售净利率10.55%,同比+1.12pct,产品放量带来显著规模效应,叠加降本控费带动净利率提升。2022H1,公司研发投入3.24亿元,同比+38.46%,研发费用率4.77%,同比+0.01pct,研发投入保持高度增长。

5.中鼎股份:国内空气供给单元龙头,加速推进空气弹簧项目

收购AMK切入空悬领域,推动业务转型。公司于2016年完成对空气供给单元海外龙头企业AMK的收购,正式切入空悬领域。空气供给单元、空气弹簧、减震器是空气悬架系统的三大组成部分,空气供给单元成本占比25%左右。公司已于2021年建成国内空气供给单元组装线,实现空气供给单元国产化。公司目前与多个自主品牌与新势力签订了空气悬挂系统产品的项目定点书,在手订单超24亿元,空气供给单元国内新订单市占率接近100%。另外,公司于2021年底公告拟以自有资金收购日本普利司通减震业务,并极力推进NVH及空气弹簧项目,有望率先成为具备空气悬架硬件系统一体化供应能力的本土厂商。

 新能源业务支撑收入增长,规模提升后利润端改善可期。2022H1,公司实现营收65.73亿元,同比+2.98%,其中新能源业务实现收入13.24亿元,同比+103.38%,占营收比重21.18%,业务结构显著改善;实现归母净利润4.71亿元,同比-20.30%,主要系成本上涨及海外运费维持高位所致。2013-2021年,公司营收CAGR为15.21%,归母净利润CAGR为12.55%,保持稳健增长。 

毛利率企稳,研发费用率稳定。2022H1,公司销售毛利率21.39%,同比-3.24pct,空气悬挂产品受原材料价格高企的影响,毛利率下滑拖累整体利润表现。销售净利率7.11%,同比-2.06pct。2022H1,公司研发投入3.13亿元,同比+10.60%,研发费用率4.76%,同比+0.33pct,公司重点发展轻量化与空气悬架业务,研发费用率预计稳中有升。

6.阿尔特:滑板底盘定制车型小规模交付,重点布局下一代技术量产

公司是我国技术领先的独立全栈式汽车研发解决方案供应商。深耕汽车全流程研发。公司为客户提供包括含乘用、商用、特殊场景专用的新能源汽车及燃油汽车整车研发等服务,客户超过60家,成功研发超400款车型。立足于自身强大的车型研发能力,公司较早布局了滑板底盘技术与产品,2019年开始关注并进行滑板底盘相关技术研发,于2020年正式向市场投放第一代滑板式纯线控底盘,已有二十余辆定制车进行示范运营。2021年公司对第一代滑板底盘技术进行进一步升级,并交付升级后产品。2022年2月,公司共同投资设立了深圳壁虎新能源汽车科技有限公司,将重点用于打造滑板底盘技术和产品,加快下一代滑板底盘技术的大规模量产。 

疫情导致项目交付滞后,冲击短期业绩表现。2022H1,公司实现营收5.10亿元,同比-16.60%,实现归母净利润0.77亿元,同比-25.45%,主要由于上半年上海等部分汽车企业聚集城市疫情反弹,项目交付验收及签约被不同程度推迟。2013-2021年,公司营收CAGR为21.79%,业绩稳步增长。

毛利率同比上行,主因燃油车整车设计业务毛利同比改善所致。2022H1,公司销售毛利率37.08%,同比+0.39pct,燃油车整车设计业务毛利同比改善1.40pct推动整体毛利率同比上升。销售净利率12.94%,同比-3.32pct,系公司研发业务业绩受疫情影响未正常释放所致。2022H1,公司研发投入0.35亿元,同比-14.63%,研发费用率6.86%,同比+0.16pct。 

05

竞争格局

1.线控制动:国外厂商主导,国内厂商有望实现国产替代

全球来看,目前只有博世、大陆、采埃孚/天合等少数企业具备One-Box规模化量产能力。根据华经产业研究院数据,截止至2020年博世市场份额占比达到65%,中国大陆企业市场份额占比23%。伯特利是国内首家研发出One-Box产品的供应商。

在电子驻车方面渗透率持续走高,国产品牌市场影响力逐渐扩大。根据高工智能汽车研究院数据,2021年中国市场(不含进出口)乘用车新车前装标配EPB上险量达1594万辆,同比增长13.08%,搭载率为78.15%,市占率方面,采埃孚(28.70%)、大陆(28.15%)位居前两位,市场份额合计超过50%,伯特利(8.31%)、万都(5.02%)、比亚迪(4.17%)等国内自主厂商在其后蓄力追赶,已经具备一定的市场竞争力。国产品牌产品在持续得到市场验证后,其性能与品牌形象有望加速提升,加之成本优势与国内品牌与本土车企的紧密合作,EPB产品国产替代前景广阔。

2.线控悬架:海外厂商占先发优势,国内厂商优势明显推动线悬国产化

线控悬架核心部件技术壁垒较高,且直接影响行车安全,主机厂对产品品质把握严格,此前主要以采购外资供应商的成熟产品为主。外资供应商主要有:大陆、威巴克、AMK等。其中大陆集团的CairS空悬系统具备集成度高、尺寸小等优势;威巴克主要对接国内商用车空悬配套;AMK在空悬压缩机技术上处于领先地位,同时具备供气系统集成能力。

近年悬架系统国产化提速,主要基于:1)主机厂空悬装配意愿提升:①造车新势力等自主品牌寻求品牌突破;②消费升级态势下,配置空悬有望成为车型亮点,提高电动车型竞争;③电动汽车对底盘稳定性要求高。2)零部件企业配套条件逐步成熟:①国内需求崛起,自主零部件公司占据区位优势,更容易获得主机厂订单,同步开发响应更快;②部分企业成功收购海外巨头,获得技术加成;③自研能力提升,量产经验积累。

国内供应商相较于国外厂商的竞争优势:1)国内工程师以及供应链红利:国外厂商开发接近极限,工程师数量及产能较难支撑与国内主机厂更多开发及配套,国内供应商扩产灵活;2)快速响应:国外供应商开发周期较长,无法满足国内主机厂压缩整车开发时间的要求,国内供应商响应速度更快;3)成本优势:产线自动化水平高,开发成本低,配套成本较低。

3.线控转向:技术壁垒决定海外企业主导

EPS市场竞争格局稳定,自主品牌有望依靠SBW实现弯道超车。根据高工智能汽车研究院数据,2021年国内市场乘用车(不含进出口)前装标配搭载EPS上险量为1989.93万辆,同比增长8.3%,前装搭载率达97.57%,EPS渗透率处于高位。国际厂商依靠自身丰富的经验和充分的市场验证,在EPS产品上取得了良好的品牌声誉,博世(18.82%)、NSK(18.52%)、采埃孚(17.51%)占据市场份额前三位,与其他厂商差距较大,国内自主品牌豫北光洋(8.48%)、联创汽车电子(4.92%)、比亚迪(3.34%)等也在市场中占据一席之地。当前无论是国际厂商还是本土厂商均未实现SBW线控转向技术的量产,在本土企业大举研发投入的背景下,具备EPS领先地位和技术沉淀的厂商有望在SBW技术上实现更好的表现,超越国际厂商的“弯道”或在不远的前方。

4.线控换挡:市场格局稳定,外资巨头占据主导

线控换挡市场格局稳定,海外企业凭借先发优势占据市场。国际厂商技术水平较为成熟,处于市场领先地位,相比之下,国内品牌线控换挡有着业务覆盖面、品牌影响力等方面的弱势。

5.线控油门:技术门槛相对较低,国内企业有一席之地

线控油门商业化成熟度较高,当前海外企业核心技术领先,国产替代空间有限。国内主要为宁波高发、奥联电子、凯众股份。国内厂商业务覆盖面较窄,但依靠积极的客户拓展取得了一定的市场地位。

06

市场规模分析

线控底盘市场广阔,预计2025年全球市场规模超千亿元。随着消费升级、电动智能的持续变革,汽车底盘各个子系统将持续向线控化转型。预计,2025年全球线控底盘五大系统市场规模有望达1,757亿元,2021-2025 CAGR+36%;其中线控转向、线控制动、线控悬架贡献核心增量;预计2030年全球线控底盘五大系统市场规模有望达3,309亿元,2021-2030 CAGR+23%,线控转向、线控悬架由于单车价值较高且前期渗透率较低,期间份额提升更快。

线控底盘子系统分属不同成长阶段,提升逻辑及放量节点有一定差异,具体来看:

线控转向处于导入期,随技术水平提升、线控转向车型量产、自动驾驶加速渗透进入成长期,有望达到最高增速,预计全球2021-2025 CAGR+174%,2021-2030 CAGR+87%。

线控制动、线控悬架处于成长期,2021年全球渗透率分别为8.4%/2.7%。线控制动受益整车电动、智能趋势,线控悬架受益新势力配置升级及价格下探,渗透率有望加速提升;预计全球2021-2025线控制动/线控悬架CAGR分别为+51%/+45%,2021-2030 CAGR分别为+27%/+26%。

线控油门处于成熟应用期,增速相对平缓,全球2021-2025 CAGR+5%。

线控换挡处于成熟应用期,渗透率提升驱动增长,全球2021-2025 CAGR+25%。

07

未来展望

目前线控油门市场已经相对成熟;线控换挡同样处于成熟应用期。而线控底盘的核心技术:线控转向、线控制动及线控悬架,其渗透率不高,正处于大规模商业化前夜。预计,线控制动与线控转向(尤其线控制动)仍处于技术有待突破阶段,具备较大增长空间。

1.线控制动未来展望—从EHB至EMB

EMB是线控制动的长期终极方案,但是短期仍存相应的技术壁垒尚待突破:1)电机需直接安装在轮毂,因此电机的体积会受到极大的空间限制,而现阶段可满足空间要求的小型永磁电机却无法满足制动力的需求;2)在制动过程中,温度升高/刹车片大量发热,会导致永磁电机的永磁体消磁失效,仍需新型材料进行技术与量产端的突破;3)EMB电子电路系统仍需较强的抗外界电磁场干扰的能力。

发展趋势来看,预计线控市场有望呈现定点放量、以及技术突破同步推进的趋势;1)中短期来看,线控制动市场规模的快速增长主要基于电动车与EHB渗透率的抬升;2)长期来看,EMB因其更优的制动性能,集成化程度以及环保等因素,会是线控制动系统的最终形态;3)与新势力聚焦自动辅助驾驶决策层的全栈自研软件算法相比,国内自主品牌零配件供应商/主机厂已具备零配件国产化能力且在智能电动化转型阶段领先于合资车企。

2.线控转向发展预测

(1)分布式转向控制为未来发展方向

根据转向电机数量、位置和控制方式的不同,线控转向系统可分为五类,分别为单电机前轮转向、双电机前轮转向、双电机独立前轮转向、后轮线控转向和四轮独立转向。线控后轮转向已在奔驰S级、凯迪拉克CT6等部分豪华车型实现规模化应用。前轮主动转向中,双电机前轮转向冗余性较好,且对单电机功率要求较低,是目前主要发展路径,英菲尼迪Q50、博世的冗余备份系统都采取了这种形式。独立前轮转向、四轮独立转向等分布式转向控制具备较强灵活性,是长期的技术发展方向。

(2)SBW技术产品有望迎来广泛市场验证

特斯拉等车企加紧布局,SBW技术产品有望迎来更广泛的市场验证。线控转向技术最早搭载于2015年发布的英菲尼迪Q50车型,但由于可靠性与路感反馈问题遭遇大规模召回。随着技术的进步与验证成果积累,线控转向再次得到量产机会,今年6月上市的丰田bZ4X车型提供了线控转向版本,但目前仅在国外市场可选,尚未在国内上市。该系统加入了备用供电模块,基于锂电池和电容在传统发电机和12V电源的基础上提高系统供电的稳定性和多样性。为保证系统可靠性,在安全冗余的配置上,bZ4X在电源、通信总线、扭矩传感器、电机角度传感器、微处理器、功率驱动和电机线圈均加入了电子冗余,着力保证转向系统的高安全性。bZ4X再次将线控技术引入汽车市场,为线控技术的大规模量产应用提供先行经验,有望成为是线控转向技术发展的重大突破。特斯拉计划于Cybertruck纯电皮卡上率先搭载SBW技术,长城汽车新一代智慧底盘也采用了线控转向技术并计划于2023年量产。

08

参考研报

1.信达证券-汽车行业深度研究:线控底盘,自动驾驶之基,渗透拐点已至

2.华西证券-汽车行业琰究智能汽车系列八:线控底盘,智驾驱动,自主崛起

3.银河证券-汽车行业智能化系列报告(一)线控底盘:智能竞赛的关键领域,本土厂商迎来发展良机

4.光大证券-汽车零配件动态报告:电动智能之风,助力自主汽车零配件崛起

5.光大证券-线控底盘行业投资分析报告:为自动驾驶奠基,线控底盘崛起

6.方正证券-2022年汽车行业投资策略报告:景气周期再延续,供需两旺新机遇

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