汽车三大件中最“难产”的其实是它!线控or滑板,谁才是中国特色的智能底盘?

闭门造车 2022-08-15

汽车新能源汽车长城汽车

4507 字丨阅读本文需 11 分钟

在8月3日的第九届国际智能网联汽车技术年会上,清华大学车辆与运载学院教授张俊智介绍了正在制订、将在9月发布的《电动汽车智能底盘技术路线图》,它由电动汽车产业技术创新联盟,中国汽车工程学会,清华大学牵头联合国内主流整车企业、零部件企业、高校及研究所等50多家单位的100多位专家编制。

其对智能底盘的定义是:为自动驾驶系统、座舱系统、动力系统提供运载平台,具备认知、预判和控制车与地面间相互作用,管理自身运行状态的能力,具体实现车辆智能行驶任务的系统,不是简单的执行机构。

路线图的总体目标是,2025年的时候装载自主品牌线控制动、线控转向智能底盘在行业影响力企业实现批量应用,2030年整车和零部件企业初步形成品牌效应,培育国际竞争力。

智能底盘发展方向

随着电动化和智能化的升级发展,作为汽车最重要的部件底盘也呈现出软硬件解耦、异构冗余、线控执行单元模块化,智能化集中计算和域控等新特征,智能底盘、滑板底盘、线控底盘等概念不断冲击着汽车人的大脑,智能化底盘赛道变得热闹了起来。

目前,底盘发展趋势可以归纳为机电一体化、控制集成化、智能电动化。

机电一体化是指传统的机械/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;控制集成化是指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,比如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;智能电动化不仅是动力源的变化,也带来底盘、传动和制动系统的变化。

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,就可以打造出更精准的智能驾驶执行系统。

根据中金公司的测算,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(复合年增长率)为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%。

去年下半年以来被炒得很热的滑板底盘是智能底盘的一种,可以说是线控底盘的高级形式。无论是滑板底盘,还是线控底盘,核心都在于线控技术。而滑板底盘之所以能够得到众多资本青睐,开始从理念走向产品,线控技术的突破是关键推动力之一。

最早的滑板底盘是2002年通用汽车发布的Hy-wire(Hydrogen drive-by-wire的缩写)概念车。这个氢动力+线控底盘技术的底盘,就是创新性地引入了航空领域的线控技术。

线控底盘技术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。

中科院院士、汽车动力系统专家欧阳明高在中国电动汽车百人会2021年度媒体沟通会上曾说:“滑板底盘再配合智能化主动避撞,将来碰撞越来越少,车身可以做得越来越轻,甚至用塑料或者布都可以。车型开发周期非常短,花样无限多,个性化非常强。这会给汽车设计制造带来一场革命。”

由于滑板底盘采用全线控技术,通过在底盘上集成整车动力、制动、转向、热管理及三电系统,从而实现独立的底盘系统,达到上下车体解耦,从而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。

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,更多的是承担安全冗余的功能。

滑板底盘在西方遇冷

滑板底盘赛道上的玩家主要分成三类,第一类是供应商,对外提供自身的底盘或者底盘的ODM服务,代表企业有舍弗勒、采埃孚等传统Tier 1和Pix moving、易咖智车等新兴企业,第二类是新势力电动整车企业,代表企业是美国的Rivian、Canoo等;第三类则是传统的车企,比如丰田、奔驰、现代、雪铁龙以及中国的北汽蓝谷。

2021 年 11 月 10 日,以滑板底盘为核心技术的电动汽车制造商 Rivian 在纳斯达克上市,融资规模达 120 亿美元,成为当年全球最大的 IPO,市值一度突破 1400 亿美元,仅次于特斯拉和丰田。

美国的 Canoo、英国的 Arrival、以色列的 REE,以及国内的 PIX Moving、易咖智车、悠跑科技等新型造车企业纷纷在押注滑板式底盘平台。

进入2022年,国外主攻滑板底盘的企业情况都不太好。

Rivian股价在2022年上半年暴跌了75%。其2022年第二季度财报称,收入3.64亿美元,高于华尔街预期的3.375亿美元,但净亏损从一年前的5.8亿美元扩大到17.1亿美元。其1.4万名职员中将有约6%被裁员以降低成本。

亚马逊报告称,其在第一季度和第二季度,Rivian股权损失达115亿美元。同一时期,福特公司在Rivian投资上损失了79亿美元,随后出售了700万股股票。

Canoo公司五年烧光100亿美元,其8月8日发布的财报称,2022财年第二财季归属于母公司普通股股东净利润为-1.64亿美元,同比下降46.06%,营业收入为0美元。资金链近乎断裂,核心高管全部出走。

英国Arrival公司第二财季期间亏损8960万美元,超过2021年同期的5,620万美元,截至2022年6月30日,Arrival现金和现金等价物为5.126亿美元,比2021年底的大约9.05亿美元下降了近45%,股票价格也比2021年3月的首次亮相大跌近93%。

以色列电动底盘制造商REE汽车公司8月11日的股价为1.32美元,比1年前的10.72美元,跌了近90%。

这些风光一时的滑板底盘上市企业,由于没有在短期内找到真实、可闭环、可持续的商业模式,普通投资者眼光局限以及急于退出变现,导致其在美国二级市场遇冷,而中国滑板底盘公司还没有1家上市,因此投资主体不一样,大部分主流的机构与客户依然看好滑板底盘,所以滑板底盘热度依然在持续,不断有新的玩家进入赛道,因为中国投资机构看到了滑板底盘的长远价值以及市场增长空间。

线控底盘实现人机解耦

当前,在自动驾驶的感知、决策、控制三个核心环节上,关注度主要集中于感知、决策部分,控制的重视程度相对不足。但实际上,一个能够与之交互、无需人力操作、自动完成相应控制指令的线控底盘,才是自动驾驶系统的基石。

线控(drive-by-wire)技术,也正因此成为底盘人机解耦的关键。所谓线控,就是通过电信号、电控机构,取代传统机械连接装置的硬连接。设备端可以根据电信号,通过电控机构自主完成相应操作,但原本的操作端也有传感器,识别人工指令。

通俗说,线控技术将由人力直接控制的整体式机械系统,变成了操作端和设备端相互独立的两部分,设备端可以由人传递的信号操作,也能由其它来源的电信号操作。这种技术起源于飞机的电传操纵系统,但随着电子油门、ADAS等新功能的出现,也开始被越来越多的汽车使用。

线控底盘也是高阶自动驾驶的基础,通过刹车、油门、转向、挡位、悬挂五个关键部分的线控设计,实现电信号控制车辆完成所有横向和纵向动作。

在发展初期,林肯MKZ成为大部分自动驾驶公司所选择的车辆,也正是因为其支持线控油门、线控转向、线控制动这三个最关键技术,这使得MKZ的硬件高度适配自动驾驶公司的控制系统。

此后,随着线控系统供应商Dataspeed推出越来越多的改装套件,通过将他们开发的控制器安装上车,无需再添加任何执行器,就可以实现线控改装,进而使得更多车辆底盘具备线控能力。

然而,在将传统机械底盘做线控改装的过程中,也要面临设计浪费和适配问题。比如,方向盘、踏板在自动驾驶时的空间占用;传动连杆等部分机械装置被取消,但让出的空间很难再被有效利用等。

原生线控对于未来的自动驾驶布局同样重要。今年6月,长城汽车已经发布了自主研发的智慧线控底盘,该技术以L4-L5级自动驾驶的为目标进行设计,根据规划将在2023年量产。

长城汽车表示,因为人车解耦,他们可以依托中央控制单元和车辆传感器自行形成各种控制闭环。中央处理单元自主思考或依据人体的输入信号作为整车目标参考,来协调控制进行各系统动作分解,实现整车级的自主协调控制。

据了解,长城汽车智慧线控底盘基于GEEP 4.0全新电子电气架构打造,实现了五个关键部分的线控设计:线控转向、线控制动、线控换挡、线控油门、线控悬挂。该系统可涵盖车辆前后左右上下六个自由度的运动控制,做到一个大脑协调所有底盘驾驶动作。

市场潜力爆发,制动和转向成焦点

从目前车市看,智能化、电气化车辆渗透率正不断提升。尤其是2021年以来,新能源汽车呈现高速攀升状态。今年1-4月,在车市整体受疫情严重影响情况下,新能源汽车销量依然实现同比增长1.1倍,市场占有率达到20.2%。而智能网联技术在新车上的配置率也呈快速增长状态,根据《中国自动驾驶乘用车市场数据追踪报告》2022年第1季度各大车厂产量数据,国内L2级自动驾驶在乘用车市场的新车渗透率高达23.2%,其中新能源车市场渗透率更高,达到了35.0%。

市场洪流推动下,智能底盘市场潜力正在快速释放。盖世汽车研究院预计,到2025年国内乘用车线控底盘的规模将达到600亿元,年均复合增长率在26%左右。

从细分领域看,目前业内把智能线控底盘分为五大核心系统:线控转向、线控制动、线控换档、线控油门、线控悬架。

线控油门和和线控换挡因技术发展较早,在各大车企中应用较为常见,渗透率稳定。其中,线控油门的渗透率基本上接近100%,未来增长空间有限。线控换挡是未来智能驾驶或者智能泊车实现的基础,目前市场渗透率约25%,随着这些配置的提升,对其渗透率也会带来相对比较高的促进作用。

线控悬架目前渗透率不足3%,因单车价值较高(单车价值:1-2万元),最早主要搭载在海外豪华品牌车型上,后逐步在合资品牌车辆中有所应用,近几年国内自主高端品牌如蔚来、极氪、岚图等也逐步开始搭载,渗透率将实现快速提升。

相对而言,线控制动和线控转向因量产时间较晚,且技术门槛高,目前渗透率亦处于低位。不过这两类子系统是智能底盘发展之关键,也是实现自动驾驶核心技术,因此,盖世汽车研究院认为,随着车辆自动化水平提升,线控制动和转向未来5年将迎来爆发期,外加其单车价值本身较高,未来将会引发更多的投资和关注。

行业竞争加剧,自主品牌迎来机遇

整体来看,因国内智能底盘领域起步较晚,目前各子行业中多以外资巨头占主导,本土企业技术和产品尚且处于成长期,并未形成竞争梯队。究其原因,一方面国内核心零部件此前多依赖进口,从某种程度而言自主创新能力和成熟的供应能力尚且欠缺。另一方面,线控底盘作为安全件,对性能要求较高,国内供应商想获得主机厂批量订单,还需要时间验证。据了解,适用于乘用车的线控底盘的安全验证周期大约为3-4年。

如线控制动方面,目前市场规模粗略统计外资占据95%,博世、大陆、采埃孚三家更是占据主导地位。其中,博世在此领域率先布局,占据份额最大,主要产品为 Two-Box 技术路线的 iBooster+ESP 和 One-Box 技术路线的 IPB,其中 iBooster+ESP 产品推出时间最早,目前应用最广;大陆集团推出的MK C1 线控制动2016年实现量产,2020 年底逐步开始面向中国市场;采埃孚通过并购天合和威伯科,获取乘用车、商用车线控制动技术,2018 年底其乘用车线控制动产品 IBC开始量产。

近年来,线控制动方面国内供应商开始发力,如伯特利、拓普集团、拿森电子、格陆博、万安科技、海之博等均有所涉入,但相对来说目前市占率还是处于比较低的状态。(参考资料盖世汽车:汽车线控制动配套供应商一览)

线控转向方面,随着自动驾驶技术进阶,业内头部供应商均已完成技术积累,具备量产能力,如博世、捷太格特、耐世特、舍弗勒等。其中捷太格特于 2019 年宣布接到多家 OEM 豪华车型的线控转向订单,将于2022-2023 年进行大规模量产。国内供应商多处于研究原型机阶段,主要包括联创电子、拓普集团、德科智控等。

不过,令人欣慰的是,近年来,随着汽车产业创新发展,外加资本市场青睐,给了自主品牌逆风翻盘的机会。如拿森科技2018年量产了中国的第一个线控制动系统NBooster,目前前已与北汽新能源、比亚迪、长安、长城等多家车企达成合作;擎度科技自主研发的EBS电子液压制动系统、EPB电子驻车系统等产品,已成功应用于多款新能源车型;格陆博的EPB、ESC、GIBS等产品已经应用在长城、奇瑞、吉利、比亚迪、五十铃、五菱、哪吒等国内知名车企和造车新势力等。

从某种程度而言,自主供应商正在试图打破国外零部件巨头在关键细分市场的壁垒。顺为资本副总裁齐天宇曾公开表示,底盘线控长期被国外Tier1厂商垄断,而现如今,汽车电动化、自动化和智能化的变革,正在尝试打破传统tier1厂商黑盒交付的模式,给国内供应商提供了难得的产业机遇。

文章来源:AutoxByte,市场资讯,盖世汽车

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处本网。非本网作品均来自其他媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如您发现有任何侵权内容,请依照下方联系方式进行沟通,我们将第一时间进行处理。

0赞 好资讯,需要你的鼓励
来自:闭门造车
0

参与评论

登录后参与讨论 0/1000

为你推荐

加载中...