天天快看点丨线控底盘是实现高阶自动驾驶的重要环节

最近，光大证券发布报告《汽车线控底盘行业深度报告：为自动驾驶奠基，线控底盘崛起》，分析了线控底盘系统的现状和技术核心点，预测了发展趋势和市场格局。以下内容节选自此份报告。

(相关资料图)

1要实现自动驾驶，线控底盘不可或缺

汽车自动辅助驾驶主要分为感知系统、传输系统、决策系统和执行系统。其中执行系统，通过接收感知系统的数据、以及决策系统的决策信号采取包括刹车/警示等在内的行车决策。

线控底盘属于汽车自动辅助驾驶的执行系统，通过探测器将驾驶员操作中释放的机械信号转换为电信号，再通过控制器与执行器完成相关的行车决策。因此与传动底盘系统相比，线控底盘系统的最大特点为ECU/电机等电子零部件所占比例的提升。

随着自动驾驶级别的提高，自动驾驶系统承担的驾驶任务在逐步增加，同时也意味着高级别自动驾驶系统对执行层响应速度和执行精度的要求更高。线控底盘系统在匹配高级别自动驾驶系统方面有着得天独厚的优势，其通过电信号交互的特点，极大地提升了执行层的相应速度和操作准确度，是实现高阶自动驾驶中不可或缺的环节。

我们判断，1）汽车电动化/智能化的持续推进，将推动线控底盘系统的渗透率稳步抬升；2）电子电器零部件占比增加有望提振线控底盘系统的单车价值，市场规模有望快速增长；3）线控底盘系统的核心为系统软件、算法的调配。

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线控制动和线控转向具备较大增长空间

线控底盘主要包括线控制动、线控转向、线控换挡、以及线控油门四大系统。我们分析，1）线控制动具备优秀的安全制动性能和高效的能量回收等特性，预计将在汽车电动化、智能化发展的进程中扮演重要角色；2）线控转向作为电动助力转向的升级系统，能有效提升整体系统的灵活性、安全性以及轻量化程度，目前正处于技术有待突破阶段，具备较大增长空间；3）线控换挡虽然现阶段渗透率不高，但基于新能源汽车对变速箱的需求或逐步减少，预计线控换挡也存相应的发展瓶颈；4）线控油门目前渗透率已近100%，市场已经相对成熟。

从总体市场格局上看，我们认为，1）线控底盘系统相比于动力电池，整车BOM成本的占比相对较低、叠加较高的技术要求，预计车企或仍以外部采购为主；2）汽车底盘系统涉及驾驶安全，具备较高的行业技术壁垒、较长的开发验证周期、以及制造业规模经济特征，或呈现头部零部件供应商集中化效应；3）相比于国际零部件巨头，国产零部件供应商就具备成本优势、基于自主品牌电动化/智能化转型的配套响应速度更快、也可提供高度订制方案。我们坚定看好此轮电动化/智能化周期引领的国产零部件供应商向上崛起的趋势。

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线控制动将成为新能源汽车的主流制动系统

车辆制动系统在汽车安全操控方面起着至关重要的作用。现在市场主流的真空助力液压制动系统，是通过真空助力器腔室内两侧的压力差提供的制动助力。然而随着汽车电动化的推进，无论是纯电动还是插电混动汽车，都无法在车辆行驶过程中依靠发动机持续提供真空助力所需的真空源。因此传统的助力系统需要改进，有两种主流方案：1）添加电子真空泵（EVP），以提供真空源；2）线控制动，通过电机直接提供制动助力。

电子真空泵（EVP）的优点在于改造成本低，但因其使用寿命无法和刹车系统匹配、噪音较大、受环境影响大（高原地区无法获得足够的真空助力）等缺点，不满足自动驾驶要求，或不能成为制动系统长期的解决方案。

我们判断，线控制动系统通过电机直接提供助力的方式，1）可摆脱对真空源的依赖；2）高效制动，减少制动距离；3）满足高阶自动驾驶需求。预计线控制动将成为新能源汽车的主流制动系统，市场规模将在新能源汽车与线控制动渗透率同步抬升的驱动下大幅增长。

3.1 EHB将成为线控制动中短期市场主流解决方案，EMB会是最终形态

根据制动助力传导方式的不同，线控制动又分为湿式线控制动系统（EHB）和干式线控制动系统（EMB）。湿式线控制动系统（EHB）的刹车助力是通过液压管路从电机传递到车轮刹车片，而干式线控制动系统（EMB）则将电机制动助力直接作用于刹车片。与EHB相比，EMB省略了液压系统，性能更佳：1）减少布线工艺复杂度，2）进一步带动轻量化，3）回避制动油泄漏风险，4）提高能量利用效率，5）进一步提高制动响应速度（EMB约<100毫秒，EHB约150毫秒），6）可与电子驻车制动系统（EPB，Electrical Park Brake）集成，从而减少整车电机数量。

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。

我们判断，1）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；2）中短期来看，由于EMB技术壁垒短期无法突破，EHB将成为市场主流解决方案。

3.2 能量回收是线控制动的技术核心

能量回收是新能源汽车制动系统中的核心功能之一，回馈制动力占比越大，能量回收效率越高，续航里程改善越明显。现阶段最常见的能量回收策略为1）单踏板回收（特斯拉方案），单踏板回收有较高的能量回收效率，但制动驾驶感受与传统驾驶差别较大；2）叠加式回收，制动驾驶感受与传统驾驶相似，有一定的能量回收功效；3）协调式回收，制动驾驶感受也与传统驾驶相似，同时具备更高的能量回收效率。

我们认为，协调式能量回收策略能最大程度地利用电机的再生制动作用，具备较高的能量回收效率；同时相较于单踏板式能量回收策略，其驾驶感受更佳。

从三种能量回收策略的技术对比来看，协调式策略最优（博世iBooster+ESP HEV系统在城市路况下，能使新能源汽车的续航里程增加10-20%）；其中，协调式策略的核心在于控制器分配，而控制器分配制动力的前提在于解耦。制动系统中解耦有两种常见的方式，机械解耦和液压解耦，我们推断，机械解耦在结构简化程度优于液压解耦，预计将成为未来的主要解决方案。目前市场主流方案为博世iBooster方案（two box），其在EPS HEV系统的配合下，可以通过液压解耦实现协调式能量回收策略。

当前湿式线控制动系统（EHB）系统主要有两种集成方案，1）one box是将EHB和ESP集成的方案，属于完全机械解耦；2）two box方案中EHB和ESP在结构上相互独立，制动踏板没有完全机械解耦。

我们预计，鉴于更优化的集成度、成本优势、以及适配于高效能量回收策略等特点，one box方案为未来主导产品（博世已研发IPB one box方案，大陆MK C1、以及伯特利WCBS均属于one box方案）。

3.3 线控制动市场预测及市场格局

我们预计2025E，全球新能源汽车线控制动渗透率约40%-50%（预计目前国内20%出头）。在仅考虑新能源汽车市场搭载线控制动的条件下，预计2021-2025E国内线控制动市场规模Cagr约44%-66%，2025E国内市场规模范围约人民币68亿元-118亿元，全球市场规模范围约人民币141亿元-249亿元。

当前线控制动市场渗透率仍相对偏低（2021年约3.3%），且基本被博世等国际零配件供应商所垄断。海外零部件巨头相继推出了线控制动one box方案（博世IPB，量产时间2020；大陆MK C1，量产时间2016 年；采埃孚IBC，量产时间2018年），而国内量产方案主要以two box为主（亚太股份IBS，量产时间2020年；拿森电子N-booster，量产时间2018）。

鉴于线控制动仍处于技术推进阶段、叠加自主品牌处于此轮智能电动化周期的前列，国内零配件供应商已基于one box方案呈现逐步追赶趋势；其中，伯特利的one box产WCBS已于2021年量产，且其关键技术参数（制动减压速度，制动力，能量回收效率等）已与国际供应商产品接近。

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线控转向发展趋势及市场预测

汽车转向系统，负责汽车的横向控制。转向系统的终极状态为线控转向（SBW），SBW在电动助力转向系统（EPS）的基础上，进一步取消了方向盘和转向机构之间的机械连接，两个电机可分别提供转向助力和路感反馈，其优势在于，1）机械解耦，具备更灵活可调的转向比和更舒适的路面反馈，同时也为可收起式方向盘提供了必要条件；2）中间机械连接机构的取消，可减少事故中对驾驶员二次伤害的可能性；3）进一步提升汽车轻量化程度。

由于线控转向（SBW）的电机结构布局与R-EPS较为相似，我们判断，SBW并不存在太大的硬件技术壁垒，预计主要难点或在于软件系统的调教、机械解耦后安全冗余的保证、成本以及车规的要求。

我们推测，线控转向将先从特定场景（机场，厂内物流以及特定区域的公共交通）切入，并在短期内使用机械冗余保证安全，采集行驶安全数据用于软件的调教验证，再逐步外推扩展到民用场景并最终使用电机系统备份冗余。

我们判断，1）与线控制动相比，线控转向在行驶过程中对动态的精准控制要求更高，在兼顾角度/车轮转速以及手感反馈的同时，还需保证汽车横向操控等问题，因此线控转向的软件算法与安全冗余技术难度或更高于线控制动系统；2）线控转向系统的整车成本占比较低、叠加较高技术门槛与研发难度，预计转向系统或仍以零配件供应商为主。

我们预测，1）2022E线控转向有望开始逐步实现商业化，并优先应用于高端车型；2）相比于线控制动，预计线控转向渗透率攀升节奏相对较缓，主要由于线控转向成本更高，技术难度更大，基于以上，预计2025E全球新能源汽车市场线控转向渗透率约10%；3）在仅考虑新能源汽车市场搭载线控转向的情况，预计2025E全球线控转向市场规模范围约人民币67亿元-116亿，国内线控转向市场规模范围约人民币32亿元-55亿元。

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