全齐线控底盘规模超1500亿元,自动驾驶“小脑”的春天来了?

汽车黑科技 2021-10-27

制动系统自动驾驶新能源汽车

3937 字丨阅读本文需 11 分钟

本月,长城汽车咖啡智能2.0宣布即将量产导入全新的电子电气架构和智能线控底盘,升级智能座舱、智能驾驶、智能服务,为用户带来更加人性化的智能体验。随着智能线控底盘的升级,以满足更高级别自动驾驶的要求。

在自动驾驶的感知、决策、执行三个核心环节中,线控底盘属于最关键的执行端,是实现自动驾驶的基石。长城汽车宣称,智慧线控底盘是一个划时代的智能底盘技术平台,更是一次颠覆性的底盘技术革命。

与此同时,在一级市场,今年国内多家线控底盘供应商拿到新一轮融资

7月,海之博宣布完成数千万元A+轮融资,由顺为资本(背后是小米汽车)独家投资。公司累计融资金额达1.23亿元,核心产品有电子真空泵、智能助力器和线控传感器等。

9月,同驭汽车宣布完成近亿元人民币规模的A轮融资,同时公司完成第60000台EHB下线。本轮融资将丰富产品线,深化下一代线控底盘关键技术的研发及产业化布局。

英创汇智宣布完成2亿元B轮融资,资金将用于扩大公司ESC产能、建立eBooster产线、推进ADAS、L3-EPS、IBC等新产品量产。

随着融资规模的提升,意味着中国底盘线控细分市场的本土供应商正在打破被博世、大陆、采埃孚等国外巨头垄断多年的智能驾驶关键核心零部件市场壁垒。

一、线控底盘行业市场规模:空间广阔,主赛道增长迅速

中国汽车零部件行业迎来长期成长机会,其中智能化、电动化是主旋律,料将催生线控底盘行业规模迎来爆发式增长。我们预计到2026年,全球线控底盘规模超1500亿元,其中线控制动和线控转向规模分别达575/436亿元,未来5年CAGR超40%。底盘控制器行业以前由外资巨头主导,自主供应商有望借线控的“东风”实现替代,份额持续提升。

底盘系统约占整车成本的10%,行业空间广阔。线控底盘分为线控制动、线控转向、线控油门、线控换挡四大系统,据我们测算,2021年国内/全球汽车线控底盘市场规模将达到145/447亿元,2026年国内/全球汽车线控底盘市场规模达575/1528亿元,5年国内/全球CAGR为31.8%/27.8%。其中线控制动、线控转向系统是主赛道,占比最高,国内/全球市场规模分别为216/575亿元、164/436亿元,对应2021-2026年5年CAGR分别为50.7%/46.3%、52.2%/46.8%,未来五年行业将迎来爆发式增长。

二、线控底盘的分类

线控底盘可以大致分为三类,包含线控驱动、线控转向、线控制动:

1. 线控驱动(TBW)

线控驱动是目前在线控技术中应用最为广泛且成熟的产品,即我们熟知的“电子油门”。当驾驶者踩下油门踏板后,整车会将踩踏的物理信号转化为电信号,并传递至与驱动相关的ECU进行分析决策,并最终传递给执行机构完成扭矩输出。

此类技术在ECU的综合决策下对于动力中枢的性能、耐久都有着很大的优势,更重要的是线控驱动的出现让复杂的驱动结构得到了一定的精简化,整车驱动中的复杂技术得以加速落地,如我们熟知的可变压缩比技术,又或是加入电气化组件后的混动技术。而如今这项线控技术也可以进一步实现对智能驾控的兼容,一举多得。

2. 线控转向(SBW)

提到线控转向,很多人会想到英菲尼迪的Q50,作为线控转向的大胆尝试者英菲尼迪也确实起了个好头。线控转向技术原理即依靠多组ECU进行控制,根据整车动态的行驶路况和驾驶者方向盘转动力度进行分析决策,最终由转向机构实现动态方向。线控转向对于驾驶者的操控需求有着更好的体会,既可实现城市、乡村、高速等多种路况下转向手感的调节,也同样过滤了行驶过程中不必要的路感传递。但从目前来看,线控转向的发展趋势也朝着更好的兼容智能驾控的方向而前进, ECU同样如线控油门一样实现对转向的高效迅速监管,对未来L3+级别的智能驾驶做好铺垫。

线控转向从最初电子液压助力(EHPS)到后来的电动助力转向(EPS)最终都将朝着线控(SBW)路线发展。从之前文章对于已正式装车的蜂巢智能DP-EPS介绍以及咖啡智能介绍中,我们其实也可以感知目前整车最有信心铺向市场的技术坐标是介于EPS与SBW之间并不断朝着SBW发展的。

这里面的主要原因仍是各企业关于 “拯救突发情况”的冗余措施在不断推进与完善,即使是英菲尼迪也同样保留了机械传动总成。当线控系统出现“万里有一”时,机械总成将接管车辆。不过,蜂巢易创在本年的上海车展也正式发布了自家的前后SBW线控转向技术,这也标志着中国品牌高端零部件不遗余力向前进发的决心。

3. 线控制动(BBW)

为实现整车进一步的电动化与智能化,智能制动控制系统也将朝着普及的方向前进。此种制动系统存在两种形式,EHB制动与EMB制动。他们有一个共同的特定是ECU介入更彻底,优势就是反应速度更快。

EHB现阶段的应用更加广泛,原因在于其可以看做是传统液压系统的升级版本,当刹车踏板踩下,信号将会传输至EHB电脑,而后率先启动动能回收实现制动,并最终通过直流电机推动液压实现刹车。由于液压系统在百年来的成熟发展,此种线控刹车会更加在短期内易于接受。众所周知,特斯拉、大众、蔚来等车型都是博世iBooster的坚定拥护者,而iBooster就属于EHB制动系统。

EMB制动系统最大的特点就是彻底放弃液压制动,且反应速度会比EHB更快,完全通过ECU驱动并控制执行电机产生制动力,免去刹车油液管路的维护。但从现阶段的应用来看,其制动力效果与可靠性也将会是各个零部件公司的攻关重点,且轮毂的平面面积对于电机所能施加的制动力以及散热性也存在着考验。

三、线控底盘市场进入新一轮高速增长周期

随着智能驾驶、底盘架构的革新,终端用户对安全、舒适和体验的需求不断增长,包括对车身轻量化的要求,正在推动线控底盘市场进入新一轮高速增长周期。

过去几年,针对新能源汽车的IPB智能集成制动控制系统正在推动新一轮线控制动市场的增长。以比亚迪汉为例,IPB智能集成制动控制系统加持的背景下,ESP响应时间从600ms缩短至150ms,性能大幅提升。

作为博世在国内的首个量产客户,按照数据测算,IPB智能集成制动控制系统可以增强传统AEB(紧急制动)系统的功能体验,大幅提升系统的响应时间冗余。

但线控技术面临着一条艰难的道路,原因包括高增量成本、电子设备故障的风险,以及消费者需要适应不同的驾驶体验。这其中,冗余要求随着智能驾驶等级的提升,成本占比增加不少。

以博世的IPB为例,除了具备常规的高动态建压能力,可实现能量回收,还能提供自动驾驶所需的冗余制动。同时,支持远程诊断和刷新,并能通过云端实现大数据分析监控。

成本是一个障碍,不仅仅是简单的机械到电子的转换。因为线控驱动的可靠性与后续智能驾驶的功能安全紧密相关,尤其是进入L3阶段,系统需要备份冗余。”对于高阶智能驾驶制动系统,原来由驾驶员完成的后备操作,现在需要由车辆控制系统完成,这就是对系统提出的新问题。

比如,擎度科技在EBS中引入了失效备份。由于模拟器和电控单元之间并不是直接接触的,正常情况下是通过线控制动,但如果系统出现故障,系统会自动进入直连的模式,驾驶员依旧可以通过给刹车踏板施力,来实现制动,进一步保证系统的安全性和可靠性。

事实上,从目前行业现状来看,非一线车型已经开始接纳国产供应商的方案,同时无人小车、自动驾驶等细分市场也已经有项目落地,目前的突破口在于一线乘用车品牌的走量车型。

这背后,不管是上汽背景的擎度科技,还是北汽、上汽投资的英创汇智,长城旗下的蜂巢易创等等企业,都具备天然的主机厂背景优势。

“基础性能不再是一个问题,就像很多传感器的国产化一样,被市场接受只是一个时间问题。”在业内人士看来,难点在于如何保证安全。比如,电子ECU故障的风险,以及失效冗余备份等问题,这一点需要线控方案供应商与整车、Tier1、智能驾驶方案供应商深度合作。

比如,长城汽车通过精工底盘和蜂巢易创两家子公司分别进行线控制动和线控转向的自主研发,加上其在智能驾驶领域突围自研(通过毫末智行),算法+底盘控制+应用层的自主融合开发彻底打破过去的供应商“黑盒”模式。

强耦合的商业模式,也被视为中国本土线控底盘方案上突围的绝佳机会。

四、国内外供应商摩拳擦掌

而在国产供应商进入核心赛道之前,传统外资Tier1也已经磨刀霍霍。

目前,三大独立线控系统中,线控油门普及率最高,线控制动(比如博世的i-Booster、大陆的MK C1)目前主要是一些新能源汽车上搭载,线控转向相对渗透率最低。

除了博世已经积累的市场份额优势,大陆集团也从去年开始为中国客户提供MK C1集成式制动系统的量产交付。而MK C1 HAD和MK C1 EVO HAD两个版本的系统,则是大陆集团为支持制动备份、车辆稳定性备份开发。

以北京极狐阿尔法S华为定制版为例,按照官方披露信息,整车安全系统在制动、电池、传感器、CPU、转向和架构等方面设置双冗余系统,若主系统失效后,即刻切换至冗余系统。

其中,双制动冗余(毫秒切换紧急制动系统)成为该车的亮点,首次在中国市场搭载大陆集团的冗余制动方案(MK C1+MK100HBE),从而配合华为的城市+高速导航智能驾驶量产方案。

官方披露,当MK C1主制动系统失效后,HBE冗余制动系统将在毫秒内切换至HBE系统,并提供60%的主系统制动效果,提供紧急制动功能。

而作为最早实现大规模量产电子制动系统的博世,最新一代IPB(One-Box方案,iBooster和ESP合二为一)的量产,IPB作为主刹车系统来执行正常情况下的制动请求,以RBU(redundant brake unit)作为IPB失效情况下的冗余制动,代替驾驶员操作。

此外,博世还有另一套线控冗余系统:具有故障操作功能的Servolectric®动力转向系统,其中,电源,电子电路,控制单元和伺服单元的双重冗余。其中一个组件失效,另一个将接管。

另一种低成本的解决方案是制动-转向冗余技术

这是大陆集团与耐世特合资公司CNXMotion的一项低成本创新方案,基于传统的电子制动系统,在控制车速的同时提供安全转向,为车辆提供额外的安全性和冗余层。

该功能可以在通过动力系统控制保持速度的同时,选择性地对单个车轮施加刹车制动,从而接管车辆的横向控制。同时,作为另一层冗余,在没有增加额外硬件成本的情况下,保持车辆的横向控制。

而在线控转向领域,包括采埃孚、韩国万都、Nexteer、蒂森克虏伯在内的多家一级供应商近年来也一直在开发线控转向量产技术。这其中,取消方向盘的自动驾驶车辆的落地,被视为推动线控转向系统规模化量产的主要因素。

不过,过去线控底盘控制基本上没有什么行业规范,除了和其他电子系统需要具备的功能安全等相关车规级标准之外,这也是行业没有大规模转向线控技术的原因之一,更多是车企自身根据车型及功能的需要进行的变革。

目前,国内市场已经启动商用车线控底盘接口协议,乘用车自动驾驶线控底盘性能要求及试验方法等相关行业标准的制定,对于相关企业来说,是一大利好。

此外,从L2开始,对横向及纵向的同时控制需求,也推动汽车制造商加快线控转向系统的商业化。比如,去年特斯拉披露正在考虑组建线控转向研发团队,同时兼顾刹车/电机集成研发,这对于FSD的功能安全也至关重要。

此前,特斯拉在制动方面采用仍是市场主流的博世iBooster,转向系统也仍然是传统的机械连接结构。有消息称,特斯拉全新一代Model S以及Cybertruck皮卡可能会率先搭载自主研发的线控转向系统。

本文来源:高工智能汽车,车域研习堂,金融界

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:汽车黑科技
0

参与评论

登录后参与讨论 0/1000

为你推荐

加载中...