2025年汽车行业线控转向专题:产品进阶正当时,线控底盘指日可待

  • 来源:国联民生证券
  • 发布时间:2025/03/05
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汽车行业线控转向专题:产品进阶正当时,线控底盘指日可待。线控转向作为EPS的下一代产品,具备响应速度更快、安全性更高的优势,同时作为线控底盘最后一块拼图,有望发挥线控底盘的协同效应。法规标准完善叠加智能化催化,线控转向有望进入加速落地阶段。线控转向有望保持高增长,我们预计2025至2030年线控转向市场规模有望从23亿元扩容至超过300亿元,复合增速67.1%。当前份额领先及产品落地速度较快的国产供应商有望充分受益,推荐华域汽车、耐世特、伯特利等核心Tier1公司。技术:受益高阶智能驾驶,进入加速阶段转向系统作为底盘的另一核心部分,发展至今,历经了机械转向系统、液压助力转向(HPS)、电动助力...

1. 技术:受益高阶智能驾驶,进入加速阶段

1.1 转向系统:EPS 为主流产品,线控成熟度提升

转向系统:产品升级与自动驾驶匹配。转向系统作为底盘的另一核心部分,发展至今, 经历了机械转向系统、液压助力转向系统(HPS)、电动助力转向系统(EPS)、冗余转 向系统(RSS)、线控转向系统(SBW)等多个阶段,逐步实现从机械件到电动化再到 智能化的转变,转向系统操作性能逐步提升,集成度、电动化、智能化水平持续变高。 未来,随着自动驾驶渗透率的逐步提升,转向系统将加速向线控转向系统演进。

从 EPS 细分产品来看,根据转向电机布局位置及数量不同包括四种技术方案,包括 转向管柱助力式 EPS(Column-EPS,C-EPS)、小齿轮助力式 EPS(Pinion-EPS,P-EPS)、 双小齿轮助力式 EPS(Double Pinion-EPS,DP-EPS)和齿条式助力式 EPS(Rack-EPS,REPS)。工作原理上,C-EPS 将电机布置在转向管柱上,通过电机的转矩和驾驶员的转 矩共同转动转向管柱实现主力;P-EPS 将电机布置在小齿轮和齿条啮合处;DP-EPS 将 转向机有两个小齿轮与齿条啮合,一个由电机驱动,一个受人力驱动;R-EPS 将电机 直接布置在齿条上,通过滚珠丝杆和皮带将电机助力传到齿条上。

EPS 为当前主要转向产品,逐步从 C-EPS 向 DP-EPS 和 R-EPS 升级。2023/2024 年, EPS 在转向方案的渗透率分别为 98.9%/99.2%,是主要转向方案。EPS 方案中,逐步 实现从 C-EPS 向 DP-EPS 和 R-EPS 的升级。主要系一方面受益于新能源车重量、转向 扭矩需求提升,另一方面智能驾驶需要转向系统的响应时间逐步缩短。EPS 产品方案 来看,2022 年 R-EPS 和 DP-EPS 分别占比 4.2 和 29.9%,较过去增长明显。

线控转向:技术仍处于发展阶段,进入产品兑现曙光。线控转向系统的特点是以电子 控制单元与传感器等电子部件取代转向盘与转向轮之间的机械连接,具备质量更轻, 路面冲击更小,噪声更低且隔振效果更强等优点。但由于转向系统对安全性与可靠性 的要求高,且早期各国相关法规对转向系统的机械连接有强制性要求,技术成熟度仍 有待提升,仍然以概念车型搭载为主。

技术进展:线控转向优化转向空间,安全性、智驾协同性大幅度提升。以蔚来 et9 的 线控转向技术为例,该系统以电子控制完全取代传统机械转向控制,方向盘与车身完 全解藕,可变转相比在 14:1 至 6:1 的范围智能调整,实现更加精准的控制、快速的 响应,也更加便于智驾系统对车身转向的控制。同时,整套线控转向系统采用双冗余 设计,确保安全性。

1.2线控底盘:转向补全,线控底盘协同正当时

汽车底盘是传动、行驶、转向与制动子系统的总和,通过操作机构与执行机构实现车 辆按驾驶员所要求的运动。底盘是汽车的重要组成部分,负责接受发动机的动力,按 照驾驶员的操作指令使得轮胎与地面产生相应的力的作用,进而实现行驶、转向与制 动等功能。汽车底盘包括四大子系统:1)传动系统,进行从发动机到驱动轮的动力 传递,通常由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器与半轴等构成;2) 行驶系统,将传动系统传来的转矩转化为行驶的驱动力,配合转向系保证操纵的稳定 性,缓和由路面不平带来的震动感,通常由车架、车桥、车轮和悬架等构成;3)转 向系统,按照驾驶员指令改变汽车的行驶方向,通常由转向操纵机构、转向器、转向 传动结构等构成;4)制动系统,使行驶中的汽车减速或在最短距离内停车,保持车 辆停放在原地,通常由制动操纵装置、制动控制装置与制动器等构成。线控转向的应 用成为线控底盘加速应用的关键因素,成为智能驾驶执行层底盘补全的关键。

线控底盘:高阶智驾的核心执行层硬件。线控底盘响应速度快、控制精度高,是实现 高阶自动驾驶技术的关键。由于以电信号取代机械联结与机械能量传递,线控系统具 备以下优势:1)以电信号的方式传输,系统的响应速度更快;2)应用传感器收集与 记录信息,控制精度与子系统间的协调性大幅提升;3)以线控系统取代机械装置, 减轻整备质量,提升轻量化水平,同时节省大量空间,有利于实现模块化设计。

线控底盘优势一:全线控底盘协同容错控制。驱动系统、转向系统等子系统容错能力 提升是线控底盘主要优势,极端环境下底盘域能力协调保证车辆安全。(1)驱动系统: 当驱动电机发生故障时,容错控制算法通过实时故障诊断识别驱动电机故障状态,并 通过匹配离线设计的容错控制算法实现驱动电机失效时车辆稳定性控制。(2)转向系 统:上层基于转向系统故障信息与车辆状态,使用模型预测控制等求解车辆期望的纵 向驱动力、前轮转角和附加横摆力矩。下层以轮胎负荷率最小化为目标,通过滑模控 制、有效集法等实现各轮转矩的优化分配,保证车辆轨迹跟踪精度。

线控底盘优势二:舒适性和平顺性提升。轮毂电机驱动电动汽车非簧载质量显著增 大,导致车辆平顺性恶化;此外,路面随机激励导致电机内部定子与转子相对偏心, 产生不平衡磁拉力,该力的垂向分量与悬架系统的垂向振动分量耦合,进一步影响车 辆平顺性。线控底盘通过轮毂电机结构和电机悬置构型优化减轻垂向负效应的影响; 同时采用电机电磁控制与主动悬架控制降低垂向振动,改善车辆平顺性。

我们认为,未来受益于高阶智驾,线控底盘有望快速发展。一方面,高阶智驾渗透率 稳步向上,2025 年后进入加速阶段,良好的执行层在安全条件下是表达优质功能的 关键;另一方面,产品协同出货或成为未来车场核心解决方案,底盘系统硬件控制算 法统一减少整车厂的开发成本,同时产品间的协同效应和控制能力持续增强。

2. 规模:政策支持,2030 年展望 30%+渗透率

2.1 当下:法规逐步解绑,智能驾驶催化线控转向应用

国内法规:转向政策逐步解绑,线控转向支持力度逐步提升,测试及使用标准有望落 地。国内政策复盘来看,转向系统对于全动力转向机构要求逐步下降。GB 17675-1999 中,转向系统不得装用全动力转向机构。2022 年 1 月废止 GB 17675-1999,开始使用 GB 17675-2021,其中指出转向装置在转向操纵装置和转向车轮之间构成功能性链接、 实现信号传输和/或能量传输两种零部件组合,对能量传输的线控转向上车提供依据。 2021 年开始,中国汽车标准化研究院加速推进线控转向标准落地。

智能驾驶:渗透率稳步向上,线控转向进入探索阶段。单车智能驾驶渗透率全面加 速,L2+及以上功能应用加速落地。2024 年 L2 级销量占比为 37.0%,同比提升 4.3pct; L2+销量占比为 11.7%,同比提升 5.7pct。我们认为,受益于 2025 年比亚迪、吉利等 自主品牌全面加速 L2 及 L2+级别智能驾驶功能上车,行业高阶功能持续加速,线控 转向作为线控底盘的核心组件,有望充分受益。

新能源车重量和智能驾驶对 EPS 升级提出了更高的要求。EPS 的核心参数中,传动比 和齿条力是重点影响性能的关键因素。电动化:电动汽车的普及使得车辆对转向助力 的扭矩要求更为复杂和精准,以适配不同工况,需要瞬时响应的齿条力。智能化:高 阶智驾对失效时间提出了更高的要求,为保障自动驾驶安全,EPS 系统可靠性要极 高,尽量延长无故障运行时间。同时,需要完善的冗余设计和故障应急机制,在极短 时间内切换到备用模式或安全状态,即需要瞬时传动比和齿条力,最大程度降低对车 辆和驾乘人员的影响。EPS 持续向上迭代,并且逐步向线控转向加速。

应用车型:蔚来 et9、特斯拉 Cybertruck 等车型加速应用线控转向。特斯拉 2023 年 6 月发布最新线控转向专利,在 Cybertruck、Model S 等车型上应用最新线控转向产 品。国内整车厂中,蔚来 et9 率先通过工信部许可并搭载线控转向产品。

2.2国内市场:2030 年展望 30%渗透率,规模或超 300 亿

当前转向市场:EPS 装配率超过 99%,2024 年转向市场规模超过 380 亿元。 EPS 总量:目前 EPS 仍作为市场主流产品。2024 年 EPS 装配量(上牌数据)2274.6 万辆,配置率 99.2%,配置率保持基本稳定,考虑到出口车型与国内车型配置基本一 致,我们认为 2024 年国内市场 EPS 配置率为 99.2%。 EPS 价格:各细分产品成熟度较高,价格保持同幅度年降。我们预计 2024 年 C-EPS/ P-EPS/ DP-EPS/ R-EPS 价格分别为 900/1400/1800/2050 元。 EPS 细分产品比例:我们预计 2024 年 C-EPS/ P-EPS/ DP-EPS/ R-EPS 各产品占比分 别为 30%/22%/41%/7%,后续 DP-EPS/ R-EPS 占比有望保持增长。 市场规模:结合上述假设,对应 2024 年转向市场规模约为 395.3 亿元,其中 EPS 方 案市场规模约为 401.4 亿元。 EPS 未来产品占比和价格走势:EPS 产品短期受益于 DP-EPS/ R-EPS 等高价值量产品 占比提升,EPS 行业 ASP 或在保持基本稳定,后续由于产品规模效应,或出现 2023- 2025 年 EPS 的 ASP 稳步向上,2025 年进入产品成熟阶段后或进入产品降价阶段。

2025-2030 年线控转向成为转向系统升级的主要方向。中国汽车工程学会在《电动汽 车智能底盘技术路线图》中针对线控转向总体目标提出 2025 年/2030 年目标。 功能:2025 年满足 L3+级别自动驾驶,2030 年满足 L4+级别自动驾驶; 销量:预计线控转向 2025 年渗透率达到 5%,2030 年渗透率达到 30%。 价格:线控转向 2025 年成本低于 4000 元,考虑到后续年降及组件自制率提升,我们 预计 2030 年线控转向成本或下探至 2500-3000 元。

受益于线控转向产品落地及后续发展,2030 年转向市场规模有望拓展超过 600 亿元。 2023/2024 年,转向系统以 EPS 为主,方案渗透率分别为 98.9%/99.2%,对应国内市 场规模 367.3/401.4 亿元。2025-2030 年,DP-EPS/R-EPS/线控转向进入加速升级/替 换阶段。我们认为线控转向产品渗透率有望从 2025 年的 2%提升至 2030 年的 30%, 线控转向产品国内市场规模有望从 23.1 亿元提升至 301.5 亿元,复合增速为 67.1%。 EPS 市场规模逐步下降,或从 2025 年的 411.0 亿元下降至 2030 年的 335.8 亿元, DP-EPS/R-EPS 市场规模保持相对稳健增长。整体来看,转向系统市场规模保持稳健 增长,市场规模有望从 2025 年的 434.1 亿元提升至 2030 年的 637.3 亿元,复合增 速为 8.0%。

3. 格局:EPS 领先公司受益,核心组件自制率提升

3.1 转向安全要求较高,EPS 份额、产品进展影响格局

线控转向安全属性要求高,是安全等级 ASIL-D 级别的汽车零部件。线控转向的产品 安全要求上来看,作为负责安全功能的汽车电子零部件,线控转向整体安全级别为 ASIL-D。从故障率要求来看,ASIL-D 级别的单点故障率要求低于 1%,系统潜在故障 率低于 10%。零部件公司在 ASIL-D 级别的汽车电子产品上,需要更多的研发投入、 更精准的产品设计、更久的验证周期。高壁垒零部件保证细分赛道格局的稳定性。线控转向作为 EPS 产品的升级,EPS 当前市场份额和线控转向产品进展成为核心要素。

EPS 市场份额:外资市场份额领先,国产供应商份额稳步向上。2024 年 EPS 份额来 看,国内前五大 EPS 供应商分别为采埃孚、博世华域、耐世特、博世、NSK,2023/2024 年 CR5 配套车型上牌量分别为 1371.3/1377.6 万辆,同比增长 0.5%,CR5 占比分别 为 64.9%/60.1%。国产供应商份额显著提升,博世华域、耐世特、豫北转向等国产 Tier1 销量、份额显著提升,2024 年 EPS 销量分别增长 274.1/125.8/49.1 万辆,份额分别 提升 11.8/4.8/2.1pct。其他国产供应商中,伯特利、浙江世宝等增长明显。

线控转向保持高速增长,产品进展及客户配套成为行业竞争关键因素。目前进展来 看,外资中采埃孚产品进度领先,目前已经搭载在蔚来 et9,预计 2025 年实现量产; 博世 2023 年发布线控转向产品,预计 2025-2026 年实现量产;特斯拉 2023 年公布 线控转向专利,预计 2025-2026 年实现量产。国内供应商中,博世华域 2023 年落地 线控转向产品,并针对国内环境完成软件算法开发;耐世特 2023 年完成线控转向产 品落地,伯特利加速完成线控转向产品量产。

博世华域:具备 EPS 多产品生产能力,2023 年完成线控转量产。博世与华域汽车的 合资公司,股权比例分别为 51%/49%。博世华域在国内首发线控转向系统,基于本土 自主研发“合”平台,消除了车辆方向盘和车轮之间的物理连接,采用全冗余系统和 架构,近年来,博世华域致力于开发本土平台线控转向产品,快速响应本土客户。同 时,CSER-B3“合”平台电动助力转向系统是本土自主研发的硬件&软件,搭载国产化 芯片,适合中型车辆的理想转向解决方案,辅助功能接口,提高安全性和舒适性,适 用 L3 以下高级辅助驾驶,具有完全故障性能等优势。

耐世特:转向产品完善,2023 年完成线控转向产品量产。耐世特 2023 年完成线控转 向产品量产,目前掺香产品结构完善。2023 年实现营业收入 301.6 亿元,同比增长 9.6%,其中转向业务收入 244.4 亿元,占全部收入的 81.0%。

伯特利:收购万达转向,加速线控转向研发。2021 年伯特利完成万达转向收购,产 品覆盖转向系统。目前,伯特利加速推进电控转向产品的研发,并逐步实现向线控转 向系统进阶。万达转向逐步成为伯特利重要子公司,2023 年贡献收入 10.3 亿元,实 现净利润 0.46 亿元。受益于高阶 EPS 产品和线控转向产品落地,万达转向有望持续 兑现收入和业绩增长。

3.2组件:丝杠、电机等赛道受益,零部件自制率提升

线控转向产品有望持续放量,核心组件或充分收益。线控转向产品结构来看,相较于 EPS 增加了 ECU、电机、丝杠等核心产品,组件细分赛道或充分收益。核心 Tier1 加 速零部件自制,零部件公司或实现持续增长。伯特利、耐世特、浙江世宝等公司均加速组件生产,拓展电机、丝杠等组件的生产能力,提升组件自制率实现产品利润率水 平。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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