中金|汽车电子系列三：线控引领技术变革，智能底盘加速渗透

汽车迈向智能化时代，线控底盘技术不可或缺。受益于汽车电子电控技术的推动，具备机电一体化、控制集成化特点的线控底盘应运而生。线控底盘技术（X-by-wire）利用传感器获取驾驶员意图及外部环境信息，以电信号传输信息、并控制执行机构工作，实现汽车转向、制动、驱动等功能。和传统机械式底盘相比，线控系统取消了机械连接，具有响应时间短、控制精度高、人机解耦等优势，顺应汽车智能化升级趋势。    

国内线控底盘市场扩容，线控悬架和线控制动贡献重要增量。从产品生命周期角度来看，线控底盘五大细分模块中，线控驱动和换挡基本进入成熟期，线控制动和悬架正处成长期，线控转向迈进导入期。根据我们测算，2020-2025年期间，线控底盘市场空间有望从143亿元增长至603亿元，期间CAGR达33.4%。我们认为，线控底盘市场扩容原因在于：1）造车新势力以智能化标签塑造品牌力，推动智能底盘渗透率提升；2）自主供应商国产替代降本推动线控配置的车型价格带下沉，市场空间打开。

国产替代进程加速，主机厂下沉成为Tier0.5级别集成商，推动供应链体系趋于扁平化，自主供应商直接配套车企加快国产替代进程。底盘智能化趋势下，车企强化对空气悬架等线控底盘的开发投入，原先由传统国际汽车电子提供打包解决方案的格局逐步弱化，车企更倾向于分散化采购+OEM集成的模式，由此带来自主供应商国产替代机会。

技术进步不及预期，线控产品渗透率不及预期，行业竞争加剧。

汽车底盘由传动系、行驶系、转向系及制动系组成，四大系统相辅相成构建底盘生态。汽车底盘是汽车结构的重要组成部分，底盘通过接受驾驶员操作指令，使汽车按驾驶员意图实现行驶、转向和制动等功能。从四大细分功能来说，1）传动系将动力装置输出的动力传递至驱动轮；2）行驶系将汽车车轮、悬架、车身等部件连成一体，实现汽车正常行驶；3）转向系用于改变汽车行驶方向，保证汽车能按驾驶员指令完成转向；4）制动系则使行驶中汽车减速、停车，以及使已停驶的汽车保持驻车状态。在车辆行驶过程中，四大系统各司其职，保障驾驶安全。

图表1：汽车底盘组成及功能

资料来源：清华大学-徐石安-《汽车构造-底盘工程》，中金公司研究部

受益于汽车电子电控技术的推动，机电一体化、控制集成化、智能电动化成为汽车底盘发展的新趋势。传统汽车底盘多以机械连接实现转向、制动等功能，而智能化底盘逐步取消机械连杆，以电子化控制实现更舒适、安全的底盘驾驶体验：

►机电一体化：随着汽车电子技术、车内网络通讯技术的广泛应用，传统的机械/液压系统逐步被精确度更高的电子传感器和执行元件所替代。近年来车辆底盘各类电控系统逐步普及，提升了车辆安全性和操控性。我们预计，未来随着高级别自动驾驶的落地，线控底盘等机电高度一体化技术将成为底盘发展重要趋势。

►控制集成化：汽车底盘各控制系统间的相互联系、依赖、影响的程度逐渐加深。为优化控制效果，节约资源，提高可靠性，以特斯拉为代表的车企，开始用高速局域网络将多个控制系统结合起来，实现“底盘域”集中或“中央”集中的控制模式。

►智能电动化：汽车电动化不仅将动力源由发动机改变为电池，也带来底盘传动和制动系统的变化。一方面，传动系取消了离合器、变速器等机械传动件，直接由电驱动+减速器系统实现车辆传动，另一方面，传统制动系由发动机实现真空制动功能，电动化变革后制动系将机械真空泵替换成电子真空泵，或直接应用电子液压制动技术。另外，电动车还需在底盘新增电池盒等部件，底盘结构发生变化，车企开始探索ctc底盘结构。而汽车智能化则充分发挥机电一体化和控制集成化优势，持续助推底盘的线控改造，打造更精准的智能驾驶执行系统。

图表2：汽车底盘发展趋势

资料来源：清华大学-徐石安-《汽车构造-底盘工程》，中金公司研究部

汽车迈向智能化时代，线控底盘技术不可或缺。线控底盘技术（X-by-wire）利用传感器获取驾驶员意图及外部环境信息，通过电信号传输信息、控制执行机构工作，实现汽车转向、制动、驱动等功能。和传统机械式底盘相比，线控系统取消了机械连接，具有响应时间短、控制精度高、人机解耦等优势。

高级别自动驾驶依赖于感知层、决策层和执行层的高效配合，高精度、快响应、安全稳定的执行系统是实现高级别智能驾驶的必要条件，传统机械、液压控制技术难以满足需求。我们认为，线控底盘是量产自动驾驶的核心革命技术之一，在提升L2、L3级智能驾驶车性能的同时，为L4及以上自动驾驶做准备。

图表3：线控底盘运行逻辑

资料来源：清华大学-李亮等《汽车底盘线控与动力学域控制技术》，中金公司研究部

图表4：线控底盘技术优势

资料来源：汽车之家，中金公司研究部

滑板底盘脱胎于模块化..技术，将新能源车的三电动力系统、制动/转向系统、悬架系统以模块化方式集成在底盘上。得益于模块化结构，不同车型之间底盘模块的复用率提升，零部件通用化率也达到较高水平。另外，滑板底盘支持上下车身解耦，可适应多种动力总成和多级别车型，具备高拓展性、高通用率等优势，在提高车型开发效率的同时，可有效降低开发成本。

以Rivian、Canoo为代表的造车新势力切入滑板底盘赛道，旨在利用底盘技术实现弯道超车。“滑板底盘”并非全新概念，2002年的北美国际车展上，通用汽车发布AUTOnomy概念车包含了整个氢燃料电池动力系统和“Skateboard滑板底盘”的所有控制装置，并实现了整车全线控，成为最早提出滑板底盘概念的车企。近年汽车行业智能电动化变革加速，上、下车身开发周期和know-how分离，推动上、下车身从研发端开始解耦。同时伴随众多科技企业入局造车，独立的下车身底盘系统外供成为可能，“滑板底盘”应运而生，并在Rivian实现先发量产。

图表5：滑板底盘发展历史

资料来源：悠跑科技官网，中金公司研究部

图表6：Rivian推出滑板底盘

资料来源：公司官网，中金公司研究部

线控技术赋能滑板底盘，实现人机解耦。对于传统汽车底盘来说，座舱内部的方向盘、刹车踏板与底盘之间存在机械“硬连接”，这使得底盘与车身上半部在开发阶段无法完全解耦。而对于搭载了线控技术的滑板底盘来说，座舱与底盘间的硬连接不是必需项，更多的承担安全冗余的功能。我们认为，线控技术为人机解耦提供技术支持，赋能滑板底盘高度集成化、高效率的研发过程。

按照底盘实现驱动、转向、制动多种功能来区分，线控底盘具备五大线控模块：1）线控驱动：以电控方式提高驱动效率；2）线控换挡：取消机械拉杆提升换挡便利性；3）线控制动：提高制动灵敏度和能量回收效率；4）线控悬架：主动悬架优化驾驶体验感；5）线控转向：继电子助力转向后的新一代电控转向技术。

线控驱动和换挡基本进入成熟期，线控制动和悬架正处成长期，线控转向迈进导入期。从产品生命周期角度来看，五大线控模块分别处于不同的发展阶段，原因主要在于不同模块的开发难度和成本构成存在较大差别：

►目前线控驱动（油门）渗透率接近100%，其基础应用是定速巡航功能，当前量产的车型基本都已配置线控驱动。线控换挡技术难度较小，目前发展也非常成熟。

►线控悬架在技术上基本成熟，但受限于成本绝大多数应用于高端车型，未来随着消费升级和国产替代降本，我们预计有望快速提升装配率。线控制动以普遍应用的液压制动基础逐步向EHB、EMB发展。从当前市场来看，线控制动渗透率较低，但随着新能源汽车、高级别智能驾驶的逐步渗透，我们预计线控制动有望迎来快速增长阶段。

►线控转向是自动驾驶汽车的标配，但受限于技术难度大，安全冗余性要求高，目前大多产品处于研发阶段，正在逐步导入市场。

图表7：线性底盘各子系统所处生命周期

资料来源：公司官网，中金公司研究部

根据我们测算，国内线控底盘市场规模2025规模将达603亿元，线控悬架和线控制动贡献主要增量。基于我们对五大线控模块渗透率的判断，我们认为2020-2025年期间，线控底盘市场空间有望从143亿元增长至603亿元，期间CAGR达33.4%。其中，线控悬架和线控制动的复合增速分别达到37.7%与75.1%。

图表8：国内线控底盘市场规模测算

资料来源：中汽协，佐思汽研，中金公司研究部

注：燃油车中线控换挡的渗透率随着自动挡乘用车的销量增加而提升，考虑到线控换挡技术成熟度高，我们预计2025年线控换挡渗透率达到60%；

线控悬架国产替代趋势下，单车价值量下降，空气悬架配置的车型价格带下沉，市场空间进一步打开，推动空气悬架渗透率持续提升；

线控制动在新能源汽车中的渗透速度快于燃油车，我们预计2025年，35%的新能源车会搭载线控制动产品，而传统燃油车中线控制动渗透率为6%。

图表9：国内线控底盘市场空间测算（2020-2025年）

资料来源：中汽协，中金公司研究部

受商用车法规和乘用车消费升级催化，叠加国产化降本，我们预计空悬系统市场空间有望快速增长。我们认为，商用车空气悬架渗透率提升主要由法规趋严和装机成本下降两大因素推动。而乘用车装配空气悬架则更多取决于消费升级趋势，供应链国产替代推动空悬配置的价格带下沉。

商用车法规落地，加速商用车空气悬架的应用进程

法规首次对部分商用车安装空气悬架提出要求。2017年发布的新版《机动车运行安全技术条件》GB7258-2017首次提出，总质量大于等于12000kg的危险货物运输车的后轴，及所有危险货物运输半挂车、三轴栏板式、仓栅式半挂车应装备空气悬架，且上述规定自2020年1月1日起对相应车型的新生产车实施。根据我们对商用车上险量的跟踪，2020年满足强装条件的危险货物车占比约为3%，因此我们预计2020年约有4万辆危险货物运输车装配空气悬架。随着后续车辆安全技术法规逐步趋严，我们预计商用车装配空气悬架的比例有望持续提升。

图表10：法规要求部分危险货物运输车辆强装空气悬架

资料来源：《机动车运行安全技术条件》，中金公司研究部

消费升级叠加车企差异化竞争，新能源乘用车加速拥抱空气悬架配置

车企差异化竞争促使空悬配置率提升。消费升级趋势下，随着消费者对车的性能要求日益提升，新势力和传统车企在提升性能方面持续高投入，以此打造差异化竞争优势。在这样的背景下，我们认为车企会提升空悬系统的配置率，主要因为（1）空悬系统性能优，可提升客户使用体验；（2）空悬系统具备高端智能化的属性，能够打造高端感，利于车企的品牌建设。

配套空悬的新能源车型价格带呈现明显下沉趋势。我们认为新能源车型配套率有望快速提升，不仅基于差异化竞争需求，还因为新能源车车身重、底盘控制难度更高，而空悬系统不仅能提升稳定性、更好的保护电池，还能通过调整车身高度降低能量消耗。目前趋势上看，配套空悬系统的新能源车相比传统车的价格带有了明显的下沉，配套车型价格下沉至30-40万元区间。

图表11：配套空悬的新能源车型价格带呈现明显下沉趋势（截至4Q21）

资料来源：汽车之家，中金公司研究部

供应链国产化趋势明确，带动空悬系统价格下降，市场应用空间进一步打开。随着空气悬架中空气供给单元、空气弹簧、阻尼减震器等核心部件逐步实现国产化替代，空气悬架系统的单车价值量逐步下降，推动配置空悬的车型价格带进一步下探。我们预计，2025年乘用车空气悬架系统市场空间将达到371亿元。

图表12：空悬系统单车价值量

资料来源：高工智能汽车，中金公司研究部

图表13：空气悬架市场空间测算

资料来源：高工智能汽车，中金公司研究部

与传统真空泵制动方式相比，线控制动解决了电子真空泵的耐久性问题，我们预计有望在新能源汽车领域迎来渗透率快速提升。一般而言，乘用车制动系统采用真空助力器、利用发动机产生的真空源进行辅助制动。对于新能源车来说，由于缺乏发动机带来的真空源，通常需要额外装配电子真空泵，而电子真空泵又面临真空泵耐久性难以满足整车寿命要求的困境。当前线控制动则是以液压助力或电机替代真空助力器，同时还可以做到较高效的能量回收。

随着汽车电子化、智能化的发展，以及对节能环保的要求，车辆对于汽车制动系统有着越来越高的需求，线控制动的优势凸显。线控制动系统一方面结构紧凑，重量轻，能够提升制动效率，响应速度相对于传统制动系统更快；同时方便与其他智能驾驶辅助等系统集成。另外由于不需要助力机构，线控制动系统可以减少油液污染，方便制动能量回收。

►线控制动系统与传统的液压或气压制动系统相比的优势，包括结构紧凑、响应迅速，易于实现再生制动、提高制动效能，另外制动噪声更低、改善了驾驶员的操作舒适性等。

► 与EHB系统相比，EMB中没有液压驱动部分，系统的响应速度更高。但由于完全采取线控的方式，不存在备用的制动功能，因而对系统的工作可靠性和容错要求更高。

图表14：EHB/EMB/传统制动的比较

资料来源：清华大学-李亮等《汽车底盘线控与动力学域控制技术》，安徽车桥-董雪梅《汽车线控制动技术的研究与分析》，中金公司研究部

从技术路线来看，EHB仍是目前主流，EMB短期难以商业化。在技术方案上，EHB在原有液压系统基础上增加了电控元件，由于保留了液压管路，EHB系统具有备用制动系统，可以在EHB失效时变为传统液压制动，安全性和用户的可接受性方面更具优势，是当前主要推广量产的方案。EMB系统虽然具有诸多优点，但缺少备用制动系统且技术开发难度更高，短期内量产难度更高。我们认为，在目前的技术水平下，由于难以在簧下、高温环境的刹车执行器处直接安装具有较大扭矩的电机，以5年的维度看，EHB仍将是线控制动系统的主流。

国际领先厂商陆续进军EHB市场，行业中技术比较领先的厂商如Bosch、Continental、ZF/TRW都拥有自己的EHB产品。Bosch公司的I-Booster产品可适用于燃油车、混合动力汽车以及纯电动汽车。ZF/TRW也推出了IBC (Integrated Brake Control)产品。

图表15：Bosch公司的I-Booster产品