時下,汽車電動化智能化的轉型已到中場,革新正深入到汽車的各個系統,包括最底層的底盤系統。
不久前,零跑汽車上市了CTC電池底盤壹體化車型零跑C01,比亞迪也推出了采用電池底盤壹體化技術的新車型比亞迪海豹,最近,寧德時代宣布與越南車企就壹體化智能底盤開展合作。電池企業、整車企業為何熱衷布局電池底盤壹體化技術,這種將電池、底盤甚至線控與非承載車身整合在壹起的新技術,會取代傳統的造車模式嗎?在行業看來,電池、底盤壹體化進而向智能化滑板底盤的發展,或將重塑汽車供應鏈的鏈主地位,打破現有利潤鏈的上遊玩家格局。
電池引發的壹體化革命
分久必合,百年汽車的發展歷程正驗證著這壹趨勢。從汽車電子電氣架構由分布式向集中式發展,到電池底盤壹體化,無不透露著這種整合的趨勢。
燃油車向電動車轉型,電池取代了發動機成為最重要的核心部件之壹,在整車成本中電池占比高達壹半,因此,電池技術的點滴優化勢必對整車帶來顯著提升。圍繞電池的革新壹直在電池供應商與整車企業的主導下不斷向前推進。電池底盤壹體化是最近幾年出現的壹種新理念,初衷主要是為了解決在有限的體積內容納更多的電池容量,或在盡可能延長續航裏程的前提下,少占用車身空間。
從汽車動力電池技術的發展歷程來看,第壹階段是VDA標準模組,將電池組集成為模組(Module),模組再組成電池包(Pack),最後將電池包安置於車輛底盤下。由於每個電芯都有單獨的模組進行包裝,非常占用空間。於是,動力電池發展進入第二階段CTP(Cell To PACK,電池-電池包),就是將電池直接集成到電池包中,從而省去了中間的模組架構,提高空間利用率。在市場對續航裏程和車內空間要求的進壹步提升需求下,又出現了第三階段CTC(Cell To Chassis,電池-底盤)或CTB(Cell to Body,電池-車身),也稱為電池底盤壹體化,代表著動力電池正式融入下車身集成設計中。
對於CTC/CTB技術,業內人士指出,與以往的電池包不同,這種技術采用底盤封裝,可最大限度降低空間,提升電池密度,實現超乎尋常的能效比。另外,電池與車身壹體化設計還能降低車重,從而更利於提升電池續航能力。
在接受集微網采訪時,寧德時代表示,電池底盤壹體化技術把電芯和底盤集成壹起,再集成電機、電控、整車高壓等汽車組件,可以優化動力分配和降低能耗,進壹步提升整車的續航表現。寧德時代認為,電池底盤壹體化技術將使新能源汽車在購置成本、使用便利性、舒適性方面全面超越傳統燃油汽車,乘坐空間更大。
目前,在寧德時代與比亞迪兩大頭部廠商的推動下,中國動力電池企業在研發領域壹路領先,例如,比亞迪的刀片電池、CTB技術,寧德時代的麒麟電池、壹體化智能底盤技術等。整車方面,已上市的比亞迪海豹、零跑C01等新車型采用了電池底盤壹體化設計。
線控底盤應運而生
如果說到未來智能汽車需要什麽樣的底盤技術,目前行業公認智能汽車需要高度電氣化的線控底盤,而有待突破的主要技術門檻包括高系統安全性的線控制動和線控轉向技術。讓我們壹起來基於實例看壹下它們的關鍵技術和應用前景是怎麽樣的吧。
a. 電子線控剎車(Brake By Wire)
電子線控剎車(Brake By Wire):這個線傳操控系統的出現可以說最主要的誘因就是新能源汽車的出現。因為傳統剎車系統需要通過發動機的工作建立制動助力所需的真空助力。可以看到真空助力器是壹個非常大的家夥,妳可以很容易在發動機艙內找到它。當駕駛者踩下剎車踏板時踏板連接的推桿將力傳遞到真空助力器。真空助力器是壹個通過大氣壓和真空之前的壓力差將力矩放大然後傳送給液壓制動總泵進行制動的裝置。真空源是由發動機的負壓產生的(發動機吸入空氣的時候會產生負壓,但不是所有的發動機都能夠找到真空源,比如渦輪增壓發動機)。由於采用氣壓差來放大力,因此其體積必須做的很大,占空間又不容易布置。電動車或者純電行駛的插電式混合動力汽車,由於沒有發動機或者發動機不工作,無法獲得穩定的真空源。
電子線控剎車系統可以靈活的在電機能量回收制動和機械剎車片摩擦制動之間進行分配。並且當純電機能量回收制動的時候為了給駕駛者壹個合理的剎車踏板力回饋,剎車助力電機還能夠反向給出壹個阻力力矩。讓駕駛者感覺到合理的阻尼感受。同時電子線控剎車系統還能夠提供可選擇的剎車響應模式。和駕駛輔助系統結合以後,當檢測到可能的碰撞時則可以加快制動響應或者直接增加制動壓力。使得車輛能夠在更短的距離內停止下來。
b. 電子線控轉向(Steering By Wire)
線控轉向系統的出現突破了方向盤必須通過轉向柱與轉向軸硬連接的限制。它具有如下特點:
方向盤和轉向軸之間不存在機械連接
轉向操縱需求以純電子方式傳輸至轉向軸
轉向齒比和轉向回饋力可通過電控靈活調節
線控轉向系統在正常工作時斷開了方向盤和轉向系統之間的機械連接,而完全靠電子信號傳輸給轉向控制器然後操控轉向執行器實現。全球首款搭載量產線控轉向系統的車型是英菲尼迪的Q50。整個系統充分考慮了安全性。當轉向系統工作在電子線控模式的時候,整個系統借鑒了飛機電傳飛操系統的多余度安全理念。通過3個轉向控制器相互冗余地控制轉向系統。相互之間進行校驗,保證控制信號始終和駕駛者的轉向意圖相關。壹旦出現嚴重故障,系統還能夠通過轉向柱離合器將方向盤和轉向軸恢復硬連接。
隨著線控底盤系統的技術成熟,它的真正意義是為將來的自動駕駛汽車服務。自動駕駛時車內的乘員可以交給自動駕駛而後躺下休息,也可以在必要的時候接管駕駛直接根據路感操控車輛的動態。方向盤位置可以靈活移動,無疑車內空間的利用將更加高效。線控制動和線控轉向系統無疑將在自動駕駛當中扮演著重要的角色。
市場規模超千億 國產供應商有望順勢崛起
線控底盤市場廣闊,預計 2025 年全球市場規模超千億元。隨著消費升級、 電動智能的持續變革,汽車底盤各個子系統將持續向線控化轉型。我們預計,2025 年全 球線控底盤五大系統市場規模有望達 1,757 億元,2021-2025 CAGR +36%;其中線控轉 向、線控制動、線控懸架貢獻核心增量;我們預計 2030 年全球線控底盤五大系統市場規 模有望達 3,309 億元,2021-2030 CAGR +23%,線控轉向、線控懸架由於單車價值較高 且前期滲透率較低,期間份額提升更快。 線控底盤子系統分屬不同成長階段,提升邏輯及放量節點有壹定差異,具體來看: 線控轉向處於導入期,滲透率約為 0%,隨技術水平提升、線控轉向車型量產、自動 駕駛加速滲透進入成長期,有望達到最高增速,我們預計全球 2021-2025 CAGR +174%, 2021-2030 CAGR +87%; 線控制動、線控懸架處於成長期,2021 年全球滲透率分別為 8.4%/2.7%。線控制動 受益整車電動、智能趨勢,線控懸架受益新勢力配置升級及價格下探,滲透率有望加速提 升;我們預計全球 2021-2025 線控制動/線控懸架 CAGR 分別為+51%/+45%,2021-2030 CAGR 分別為+27%/+26%; 線控驅動處於成熟應用期,增速相對平緩,全球 2021-2025 CAGR +5%; 線控換擋處於成熟應用期,滲透率提升驅動增長,全球 2021-2025 CAGR +25%。
競爭格局:目前線控底盤技術的布局者分為三類幾類:1)主機廠(包括傳統主 機廠及海外新勢力主機廠);2)底盤零部件 Tier 1 供應商;3)以技術突破市場的創 業型線控底盤系統供應商。 主機廠:長城線控底盤量產在即,引領線控底盤規模化落地浪潮。傳統、主機 廠、新勢力主機廠均積極布局線控底盤技術,其中長城汽車開發、量產進度較快,於 2021 年 6 月發布首個支持 L4 及以上自動駕駛的線控底盤,該底盤基於 GEEP 4.0 全 新電子電氣架構打造,整合線控轉向、EMB 線控制動、線控懸掛等核心底盤系統,縱 橫垂六個自由度運動控制+三重冗余系統,我們預計搭載長城汽車線控底盤的量產車 型將起到標桿引領作用,推動線控底盤技術加速規模化落地。
傳統 Tier 1 供應商:海外零部件巨頭技術積累深厚,搶占細分賽道主導地位。在 線控技術布局上,主機廠對供應商依賴性較強,以與 Tier 1 供應商合作開發模式為主。 目前,線控底盤重要的轉向、制動技術主要由外資 Tier 1 主導,行業競爭格局集中。 其中, 1)線控制動行業主要由博世、大陸和采埃孚天合主導,2020 年全球線控制動 CR3 達 96%,中國線控制動市場中博世市占率約 90%; 2)線控轉向行業處於起步階段,博世、捷太格特、采埃孚天合等傳統電動助力 轉向系統巨頭布局較早,已推出概念車型,技術較為領先。
國產供應商:打破巨頭壟斷,發力線控底盤,實現自主崛起。國內新能源汽車、自動 駕駛等相關領域的快速發展,為本土創新企業帶來巨大的發展機遇。目前,國內線控技術 布局者包括深耕底盤技術的伯特利、亞太、拓普、耐世特等上市公司,也包括拿森、英創 匯智、同馭、格陸博等以技術突破市場的創業型線控底盤供應商。隨著自主品牌的叠代速 度加快,創新能力增強,國產供應商將在實現技術突破的同時,具備快速響應與快速創新 的主動優勢,有望借自主品牌向上的東風迎來彎道超車的機會。
未來行業分工模式:具備強軟件開發能力的主機廠有望采取零部件外采+OEM 集 成,第三方線控底盤供應商將作為 Tier 0.5 為軟件實力較弱的主機廠提供“交鑰匙”方 案。由於 1)底盤行業與汽車安全相關,本身壁壘較高,長期以來主機廠對 Tier 1 依 賴度較高;2)線控底盤技術壁壘較高,各子系統零部件眾多、技術復雜,整合多個子 系統並開發線控底盤的壹方需要有較強資源整合、集成能力;3)智能底盤作為執行層 部件,需要與自動駕駛、智能座艙以及整車動力系統進行深度融合。 我們判斷: 1)對於軟件研發能力較強的頭部主機廠,專註自動駕駛研發的新勢力企業,以 及華為、互聯網造車企業,可能采取外采部分子系統部件,自行開發域控算 法的模式進行軟件集成和硬件整合的模式,實現線控底盤的量產; 2)對於大多數軟件開發實力較弱的中小主機廠,將采取外采線控底盤的模式, 為第三方線控底盤 Tier 0.5 供應商提供發展機遇。 看好同時掌握線控制動、轉向,軟件技術實力強勁的零部件供應商。
未來,線控 執行系統模塊化、底盤運算控制集成化的大趨勢下,軟件實力較強、新能源轉型較快 的自主品牌車企有望實現線控底盤的率先量產;我們看好同時布局線控制動和線控轉 向、底盤域控的企業,具備豐富產品線和底盤調校能力的企業更有望為客戶提供壹體 化線控底盤解決方案,在線控底盤商業化落地中搶得先機。
文章來源: 愛集微,未來智庫,辣筆小星
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來源:賢集網
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