2020-2025年中國(guó)汽車底盤電動(dòng)化、智能化、輕量化發(fā)展趨勢(shì)分析及電池盒發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析[圖]

    電動(dòng)化方面新能源電池盒產(chǎn)品單車價(jià)值量高達(dá)3,000-5,000元，智能化方面線控制動(dòng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)單車價(jià)值量分別約2,500元、4,000元，輕量化方面鋁合金控制臂、副架、轉(zhuǎn)向節(jié)、制動(dòng)鉗等產(chǎn)品單車價(jià)值量近5,000元，2025年市場(chǎng)空間合計(jì)約約763億元，年均復(fù)合增速23%。

    一、 概況

    汽車一般由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身、電氣等主要部分組成，其中底盤是指汽車上由傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)等部分的組合，其功能包括支承、安裝汽車車身、發(fā)動(dòng)機(jī)及其它各部件及總成，形成汽車的整體造型，承受發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，保證車輛正常行駛等。

    底盤產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括鋼鐵、有色金屬、塑料、橡膠、電子元器件等，經(jīng)過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈中游的底盤零部件企業(yè)進(jìn)行組裝制造生產(chǎn)，生產(chǎn)的傳動(dòng)、行駛、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等底盤子系統(tǒng)售予下游整車生產(chǎn)廠家。

    上游鋼鐵、塑料、橡膠等原材料的價(jià)格波動(dòng)對(duì)于底盤零部件的毛利率等具有較大影響。下游整車的生產(chǎn)決定了底盤零部件的需求，同時(shí)整車的技術(shù)升級(jí)也將帶來(lái)底盤零部件的形態(tài)變化。

    1傳動(dòng)系統(tǒng)

    汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)主要由離合器、變速器、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器以及半軸等部分組成，其功能是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力送達(dá)驅(qū)動(dòng)輪。

    汽車傳動(dòng)系的布置形式與發(fā)動(dòng)機(jī)的位置及驅(qū)動(dòng)形式有關(guān)，一般可分為前置前驅(qū)、前置后驅(qū)、后置后驅(qū)、中置后驅(qū)、四驅(qū)等多種形式。

    2行駛系統(tǒng)

    汽車行駛系統(tǒng)由車架、車橋、車輪和懸架組成，其功能包括：1）接受由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪與路面間的附著作用，驅(qū)動(dòng)汽車正常行駛；2）傳遞并承受路面作用于車輪上的各種反力及其所形成的力矩；3）盡量緩和不平路面對(duì)車身造成的沖擊和振動(dòng)，保證汽車的平順行駛；4）與汽車轉(zhuǎn)向系協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)汽車行駛方向的正確控制，以保證汽車操縱穩(wěn)定性。

    1)車架

    車架是跨接在汽車前后車橋上的框架式結(jié)構(gòu)，一般由兩根縱梁和數(shù)根橫梁組成，經(jīng)由懸掛裝置﹑前橋﹑后橋支承在車輪上。車架的功用是支撐、連接汽車的各總成，使各總成保持相對(duì)正確的位置，并承受汽車內(nèi)外的各種載荷。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，車架可以分為邊梁式車架、中梁式車架和綜合式車架（前部邊梁式、后部中梁式）等，其中邊梁式車架應(yīng)用最為廣泛。

綜合式車架示意圖

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

邊梁式車架

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    2)車橋

    車橋（又稱車軸）通過(guò)懸架與車架（或承載式車身）相連接，其兩端安裝車輪。車橋的作用是傳遞車架（或承載式車身）與車輪之間各方向的作用力及其力矩。

    根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)的不同，車橋可以分為整體式與斷開式兩種。根據(jù)車橋上車輪的作用，車橋也分成轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和支持橋等四種，其中轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動(dòng)橋。轉(zhuǎn)向橋由前軸、轉(zhuǎn)向節(jié)、主銷和輪轂等組成，驅(qū)動(dòng)橋由主減速器、差速器、半軸、橋殼等組成。

    大多數(shù)乘用車采用前置前驅(qū)動(dòng)，前橋成為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，后橋充當(dāng)支持橋。部分汽車采用前置后驅(qū)動(dòng)，因此前橋作為轉(zhuǎn)向橋，后橋作為驅(qū)動(dòng)橋。

整體式及斷開式車橋

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    3）車輪

    車輪是固定輪胎內(nèi)緣、支持輪胎并與輪胎共同承受負(fù)荷的剛性輪，一般由輪輞與輪輻組成。按輪輻的構(gòu)造，可分為輻板式車輪和輻條式車輪。按車輪材質(zhì)，可以分為鋼制、鋁合金、鎂合金等車輪。

    輪胎規(guī)格常用一組數(shù)字表示，前一個(gè)數(shù)字表示輪胎斷面寬度，后一個(gè)表示輪輞直徑，以英寸為單位。例如165/70R14表示胎寬165毫米，扁平率70,輪輞直徑14英寸。中間的字母或符號(hào)有特殊含義：“X”表示高壓胎；“R”、“Z”表示子午胎；“一”表示低壓胎。

車輪結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    4)懸掛

    汽車懸掛是連接車輪與車身的機(jī)構(gòu)，對(duì)車身起支撐和減振的作用。懸掛主要功能是傳遞作用在車輪和車架之間的力，并且緩沖由不平路面帶來(lái)的沖擊力，以保證汽車的平順行駛。

    典型的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括彈性元件（彈簧等）、減震器以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)（連桿等）等部分，這三部分分別起緩沖、減振和力的傳遞作用。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸掛系統(tǒng)多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，部分高級(jí)轎車則使用空氣彈簧。

    懸掛可以分為獨(dú)立懸掛和非獨(dú)立懸掛，區(qū)別在于獨(dú)立懸掛的左右兩個(gè)車輪間沒(méi)有硬軸進(jìn)行剛性連接，一側(cè)車輪的懸掛部件全部都只與車身相連，而非獨(dú)立懸掛兩個(gè)車輪間不是相互獨(dú)立的，之間有硬軸進(jìn)行剛性連接。從結(jié)構(gòu)上看，獨(dú)立懸掛由于兩個(gè)車輪間沒(méi)有干涉，一般舒適性和操控性更好。而非獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有更好的剛性和通過(guò)性。此外根據(jù)具體結(jié)構(gòu)，還可以分為麥弗遜式懸掛、雙叉臂式懸掛、扭轉(zhuǎn)梁式懸掛、多連桿懸掛等。目前大多數(shù)乘用車前懸都采用獨(dú)立式的麥弗遜懸掛，后懸多采用扭轉(zhuǎn)梁式、多連桿式等。

    3、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

    轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是用來(lái)改變或保持汽車行駛或倒退方向的一系列裝置，其功能就是按照駕駛員的意愿控制汽車的行駛方向。按照動(dòng)力來(lái)源，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分為兩大類：機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以駕駛員的體力作為轉(zhuǎn)向能源，其中所有傳力件都是機(jī)械的。機(jī)械轉(zhuǎn)向系由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三大部分組成。

    動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系，一般是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系的基礎(chǔ)上加設(shè)一套動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置而成。在正常情況下，汽車轉(zhuǎn)向所需能量只有一小部分由駕駛員提供，而大部分是由發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置提供的。但在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置失效時(shí)，一般還應(yīng)當(dāng)能由駕駛員獨(dú)立承擔(dān)汽車轉(zhuǎn)向任務(wù)。

機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)示意圖

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    4、制動(dòng)系統(tǒng)

    制動(dòng)系統(tǒng)是使汽車的行駛速度可以強(qiáng)制降低的一系列專門裝置，主要由供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)器等部分組成，常見的制動(dòng)器主要有鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器。

    鼓式制動(dòng)器主要包括制動(dòng)輪缸、制動(dòng)蹄、制動(dòng)鼓、摩擦片、回位彈簧等部分，主要是通過(guò)液壓裝置使摩擦片與歲車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)鼓內(nèi)側(cè)面發(fā)生摩擦，從而起到制動(dòng)的效果。

    盤式制動(dòng)器主要由制動(dòng)盤、制動(dòng)鉗、摩擦片、分泵、油管等部分構(gòu)成，主要通過(guò)液壓系統(tǒng)把壓力施加到制動(dòng)鉗上，使制動(dòng)摩擦片與隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)盤發(fā)生摩擦，從而達(dá)到制動(dòng)的目的。

    二、汽車發(fā)展趨勢(shì)

    1、電動(dòng)化

    在電池成本下降、產(chǎn)品技術(shù)提升等因素推動(dòng)下，全球電動(dòng)車產(chǎn)銷量快速增長(zhǎng)，新能源已成為全球汽車發(fā)展方向。

    2018年中國(guó)新能源汽車銷量高達(dá)125.6萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)61.7%。新能源汽車在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額為4.5%，比2017年提高了1.8個(gè)百分點(diǎn)。全球多個(gè)國(guó)家均在積極推動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展。

    2018年全球新能源汽車銷量接近200萬(wàn)輛，中國(guó)、美國(guó)、日本、德國(guó)等地新能源汽車市場(chǎng)份額均已突破1%。

    隨著技術(shù)進(jìn)步以及相關(guān)政策的推動(dòng)，全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)將順利克服產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入期的挑戰(zhàn)，駛?cè)氚l(fā)展的快車道。

    2、智能化

    智能化是汽車另外一個(gè)重要發(fā)展方向。按照功能不同，美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE）將無(wú)人駕駛分為輔助駕駛、部分自動(dòng)化駕駛、有條件自動(dòng)化駕駛、高度自動(dòng)化駕駛和完全自動(dòng)化駕駛等五個(gè)階段。

    目前歐美等部分發(fā)達(dá)國(guó)家輔助駕駛與部分自動(dòng)化駕駛技術(shù)（L1/L2）較為成熟，部分功能已在眾多中高端車上搭載，有條件與高度自動(dòng)化駕駛技術(shù)（L3/L4）則大都處于試驗(yàn)階段，少量搭載L3車型開始上市。國(guó)內(nèi)智能汽車發(fā)展相對(duì)較晚，目前仍處于L1/L2滲透過(guò)程中。

自動(dòng)駕駛分級(jí)

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    2018年我國(guó)ADAS自動(dòng)駕駛滲透率約為10%，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家約為15%以上。全球及國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛滲透率將快速提升，預(yù)計(jì)2025年L1/2滲透率將達(dá)到50%，L3將達(dá)到15%，而L4/5有望達(dá)到5%。

2016-2040年分等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車滲透率及預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    國(guó)內(nèi)近期推進(jìn)以自主環(huán)境感知為主、網(wǎng)聯(lián)信息服務(wù)為輔的部分自動(dòng)駕駛應(yīng)用，2020年駕駛輔助(DA)、部分自動(dòng)駕駛(PA)車輛市場(chǎng)占有率約50%；中期重點(diǎn)形成網(wǎng)聯(lián)式環(huán)境感知能力，實(shí)現(xiàn)可在復(fù)雜工況下的半自動(dòng)駕駛，2025年高度自動(dòng)駕駛(HA)車輛占有率約10%~20%；遠(yuǎn)期推動(dòng)可實(shí)現(xiàn)V2X協(xié)同控制、具備高度/完全自動(dòng)駕駛功能的智能化技術(shù)，2030年完全自主駕駛(FA)車輛市場(chǎng)占有率近10%。

    從企業(yè)規(guī)劃來(lái)看，國(guó)外大部分整車廠計(jì)劃將在2020年前后投放L3級(jí)量產(chǎn)車，并將在2025年前后實(shí)現(xiàn)L4級(jí)量產(chǎn)。百度、谷歌、特斯拉等科技公司規(guī)劃2020年前后實(shí)現(xiàn)L4/L5級(jí)別自動(dòng)駕駛。

    國(guó)內(nèi)部分主機(jī)廠計(jì)劃在2020年實(shí)現(xiàn)L3級(jí)自動(dòng)駕駛，如北汽、廣汽新能源等；2025年實(shí)現(xiàn)L4自動(dòng)駕駛。但是國(guó)內(nèi)造車新勢(shì)力們則相對(duì)激進(jìn)，部分企業(yè)提出在2020年就將自動(dòng)駕駛達(dá)到L4級(jí)別。

    3、輕量化

    除了電動(dòng)化和智能化，在燃油車油耗和電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程等因素推動(dòng)下，輕量化是汽車產(chǎn)業(yè)另一個(gè)重要發(fā)展方向。

    燃油經(jīng)濟(jì)性一直是消費(fèi)者購(gòu)車時(shí)關(guān)注的焦點(diǎn)，油耗問(wèn)題也長(zhǎng)期位居J.D.Power客戶關(guān)注度前列。為了可持續(xù)發(fā)展，世界各國(guó)都制定了汽車燃油消耗標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)也同樣發(fā)布了乘用車燃料消耗量的限制政策，目標(biāo)是2020年乘用車平均燃料消耗量降至5.0升/百公里。

    141家車企的燃料消耗量達(dá)標(biāo)率為僅有46.8%?？紤]到新能源汽車的折算系數(shù)逐漸下降，油耗要求年度降幅越來(lái)越大，滿足要求將會(huì)變得越來(lái)越難。

2016-2020年國(guó)內(nèi)油耗限值及預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

2016-2020年國(guó)內(nèi)油耗年度降幅及預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    但是傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗改進(jìn)措施較為有限，而且多種措施疊加的節(jié)油邊際收益會(huì)越來(lái)越小，增加的零件成本也會(huì)越來(lái)越高。因此傳統(tǒng)的措施很難滿足平均油耗2020年降到5升/百公里的要求，必須尋求其它措施。根據(jù)測(cè)算，一般車重每減少10%，油耗可以降低約6%-8%。從技術(shù)可行性上看，輕量化是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車降低油耗并滿足第四階段油耗限值的必然選擇。消費(fèi)者需求推動(dòng)整車企業(yè)發(fā)展高續(xù)航車型。近年來(lái)國(guó)內(nèi)新能源汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展，電動(dòng)車銷量節(jié)節(jié)攀升。但電動(dòng)車車主大都有里程焦慮癥，而更多的消費(fèi)者還在觀望是否選擇電動(dòng)車，電動(dòng)車的續(xù)航里程是主要因素。目前一般內(nèi)燃機(jī)車加滿油的續(xù)航里程都在500-700公里，而主流電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程只有300-500公里左右，和內(nèi)燃機(jī)汽車差距巨大，而且還會(huì)隨著時(shí)間推移和電池老化而慢慢減少。

    國(guó)家法規(guī)推動(dòng)企業(yè)增加電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程。新能源汽車積分直接與續(xù)航里程正相關(guān)，而續(xù)航里程是新能源乘用車獲得較高補(bǔ)貼的主要因素。為了獲得較高的新能源汽車積分和購(gòu)置補(bǔ)貼，整車企業(yè)有動(dòng)力發(fā)展高續(xù)航電動(dòng)車。

    為了增加續(xù)航里程，汽車廠商紛紛增加電池容量。但增加電池的同時(shí)也增加了整車質(zhì)量，使得續(xù)航里程的改善達(dá)不到預(yù)期效果。因此光增加電池很難解決續(xù)航里程問(wèn)題，必須同時(shí)降低整車質(zhì)量。除了高速工況下空氣阻力占比較大外，一般行駛工況下電動(dòng)車耗費(fèi)的能量都和整車質(zhì)量正相關(guān)。

    純電動(dòng)車的整車成本結(jié)構(gòu)中，電池約占30%~50%。在相同的續(xù)航里程下，采用輕量化技術(shù)的電動(dòng)車可以減少電池?cái)?shù)量，從而大幅度降低電池成本和整車成本。德國(guó)研究機(jī)構(gòu)FKA此前研究表明，對(duì)于高爾夫之類大小的電動(dòng)車型，在相同續(xù)航里程及產(chǎn)銷量10萬(wàn)輛情況下，使用全鋁車身將增加1,015歐元成本，但可以節(jié)省電池成本1,650歐元，總成本將減少635歐元。

    三、底盤系統(tǒng)

    汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)是電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化、輕量化。面對(duì)這些發(fā)展趨勢(shì)，零部件子系統(tǒng)受到的影響各不相同，一般有增減零部件、提升或降低單車價(jià)值量等影響。

    電動(dòng)化對(duì)于底盤（新增電池殼）、空調(diào)冷卻（電動(dòng)空調(diào)、電池冷卻系統(tǒng)）、電子電氣等子系統(tǒng)具有增量作用，對(duì)于動(dòng)力總成則有增（電動(dòng)車新增電池電機(jī)電控等）有減（電動(dòng)車無(wú)需發(fā)動(dòng)機(jī)變速箱燃油系統(tǒng)等）。智能化主要對(duì)底盤系統(tǒng)（線控底盤）、通訊控制系統(tǒng)、電子電氣系統(tǒng)等具有增量作用。

    網(wǎng)聯(lián)化主要對(duì)通訊控制（增加T-box等聯(lián)網(wǎng)零件）、電子電氣系統(tǒng)具有增量作用。共享化則主要側(cè)重于汽車商業(yè)模式的改變，同時(shí)對(duì)通訊控制（增加聯(lián)網(wǎng)及控制零件）、電子電氣系統(tǒng)具有增量作用。

    輕量化應(yīng)用范圍較廣，對(duì)動(dòng)力總成、底盤、內(nèi)飾、車身、外飾等都具有增量作用。對(duì)于底盤系統(tǒng)，電動(dòng)化、智能化、輕量化都將帶來(lái)底盤系統(tǒng)的單車價(jià)值量大幅提升，相關(guān)供應(yīng)商有望受益。

    1、電池盒

    電動(dòng)化是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，新能源汽車的市場(chǎng)份額快速提升，也將為底盤零部件帶來(lái)新的機(jī)遇。對(duì)比傳統(tǒng)燃油車和新能源汽車的底盤系統(tǒng)，我們可以發(fā)現(xiàn)，傳動(dòng)系將會(huì)發(fā)生較大變化，制動(dòng)系需要將機(jī)械真空泵替換成電子真空泵，行駛系和轉(zhuǎn)向系基本一致，此外需要新增電池盒等零件。

傳統(tǒng)底盤與電動(dòng)車底盤比較

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    新能源汽車的底盤設(shè)計(jì)有兩種途徑，一種是由傳統(tǒng)底盤改制設(shè)計(jì)，盡可能地沿用原有設(shè)計(jì)，根據(jù)需要進(jìn)行部分的改制工作，開發(fā)難度小、開發(fā)成本低、開發(fā)周期短，并且能夠與傳統(tǒng)車共用平臺(tái)，并在很大程度上沿用傳統(tǒng)車的成熟零部件。但是考慮到公用性等，在開發(fā)設(shè)計(jì)的過(guò)程中受到的限制較多，總布置的難度較大，模塊集成化較低等缺點(diǎn)。另外一種是新能源專有平臺(tái)開發(fā)，沒(méi)有燃油車公用等眾多限制，新能源專有底盤的設(shè)計(jì)可以更優(yōu)化、集成度更高、性能更卓越，因此專有平臺(tái)已經(jīng)成為新能源汽車底盤設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)。

    動(dòng)力電池系統(tǒng)是新能源汽車的核心動(dòng)力來(lái)源，為整車提供驅(qū)動(dòng)電能，主要由電芯、模塊、電氣系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、箱體和電池管理系統(tǒng)BMS等組成。

    其中電池殼體是新能源汽車動(dòng)力電池的承載件，由上蓋與下殼體兩部分組成，主要用于保護(hù)鋰電池在受到外界碰撞、擠壓時(shí)不會(huì)損壞。電池包殼體作為電池模塊的承載體，對(duì)電池模塊的安全工作和防護(hù)起著關(guān)鍵作用。

    一般電芯由專業(yè)的動(dòng)力電池供應(yīng)商提供，Pack系統(tǒng)一般由動(dòng)力電池供應(yīng)商、主機(jī)廠、第三方供應(yīng)商提供。而電池盒體積較大，對(duì)于加工設(shè)備、工藝、設(shè)計(jì)能力等要求相對(duì)較高，因此目前主要由專業(yè)供應(yīng)商提供。

    2、電池盒發(fā)展趨勢(shì)

    按照材料來(lái)看，電池盒主要有鋼板、鋁板（包括壓鑄、擠壓等）、復(fù)合材料（碳纖維等）等幾種形式，目前應(yīng)用較多的是鋼制、鋁制。

    傳統(tǒng)的燃油車主要以鋼制車身為主，整車企業(yè)對(duì)鋼鐵的研究及技術(shù)的應(yīng)用較為熟悉，所以電池包箱體開始是鋼制件。隨著續(xù)航里程要求推動(dòng)輕量化需求提升，鋁合金產(chǎn)品使用越來(lái)越多。

    不同材料各有特點(diǎn)，其中鋁板（擠壓/壓鑄）具有重量輕、成本適中等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)有望占據(jù)主流。

    2018年國(guó)內(nèi)新能源汽車銷售125.6萬(wàn)輛，滲透率僅有4.5%，因此新能源汽車及電池包尚處于早期成長(zhǎng)階段。隨著新能源汽車產(chǎn)銷量逐步擴(kuò)大，電池殼產(chǎn)品市場(chǎng)空間有望快速增長(zhǎng)，測(cè)算，2020-2025年電池殼市場(chǎng)空間年均復(fù)合增速高達(dá)19%。

2020-2025年新能源乘用車銷量預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

2020-2025年新能源乘用車市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    目前國(guó)內(nèi)外電池盒供應(yīng)商主要有凌云股份（收購(gòu)德國(guó)WAG）、華域汽車（賽科利）、華達(dá)科技、金鴻順、拓普集團(tuán)、本特勒等，配套關(guān)系如下表。從市場(chǎng)格局來(lái)看，目前電池盒尚處于發(fā)展早期階段，市場(chǎng)格局尚不明朗。

    四、底盤發(fā)展趨勢(shì)分析

    1、底盤智能化

    線控制動(dòng)是未來(lái)趨勢(shì)，近一百年來(lái)，汽車制動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)歷了從機(jī)械到液壓再到電子（ABS/ESC）的進(jìn)化過(guò)程，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)將是線控制動(dòng)。

    最原始的制動(dòng)是機(jī)械制動(dòng)，駕駛員操縱一組簡(jiǎn)單的機(jī)械裝置向制動(dòng)器施加作用力，從而達(dá)到制動(dòng)的效果。后來(lái)隨著汽車質(zhì)量的增加，開始出現(xiàn)真空助力裝置。

    隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，液壓制動(dòng)技術(shù)開始發(fā)展，但到20世紀(jì)50年代液壓助力制動(dòng)器才成為現(xiàn)實(shí)。當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板，力經(jīng)過(guò)推桿傳到主缸活塞從而壓縮制動(dòng)液，制動(dòng)液經(jīng)過(guò)油管加大制動(dòng)輪缸的壓力，輪缸活塞在壓力作用下驅(qū)使制動(dòng)蹄片壓向制動(dòng)鼓，在摩擦片的作用下使制動(dòng)鼓減小轉(zhuǎn)速或者停止轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到制動(dòng)的效果。

液壓制動(dòng)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    隨著電子技術(shù)的發(fā)展，防抱制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）逐步開始量產(chǎn)應(yīng)用和推廣。1978年8月，奔馳與博世在德國(guó)發(fā)布了全球首款A(yù)BS，并且率先應(yīng)用在W116世代的S級(jí)車上。

    ABS主要由ECU控制單元、車輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置和制動(dòng)控制電路等部分組成。在制動(dòng)過(guò)程中，ABS控制單元不斷從車輪速度傳感器獲取車輪的速度信號(hào)，并進(jìn)行處理，進(jìn)而判斷車輪是否即將被抱死。當(dāng)車輪趨近于抱死臨界點(diǎn)時(shí)，制動(dòng)分泵壓力不隨制動(dòng)主泵壓力增加而增高，壓力在抱死臨界點(diǎn)附近變化，從而避免車輪抱死，減少了危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

    另外一項(xiàng)重要的發(fā)明就是車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESP），這也是博世的專利技術(shù)。其他公司也有類似的系統(tǒng)但叫法略有不同，如寶馬的DSC、豐田的VSC、通用的ESC等。ESP系統(tǒng)其實(shí)是一組車身穩(wěn)定性控制的綜合策略，是ABS（防抱死系統(tǒng)）和ASR（驅(qū)動(dòng)輪防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)）功能上的延伸。ESP主要由控制總成ECU、轉(zhuǎn)向傳感器、車輪傳感器、側(cè)滑傳感器、橫向加速度傳感器等組成。

    當(dāng)汽車快速行駛或者轉(zhuǎn)向時(shí)，產(chǎn)生的橫向作用力會(huì)使汽車不穩(wěn)定，易發(fā)生事故，而ESP系統(tǒng)可以將這種情況防患于未然。例如當(dāng)車輛前面突然出現(xiàn)障礙物時(shí)，駕駛員必須快速向左轉(zhuǎn)彎，此時(shí)轉(zhuǎn)向傳感器將此信號(hào)傳遞到ESP控制總成，側(cè)滑傳感器和橫向加速度傳感器發(fā)出汽車轉(zhuǎn)向不足的信號(hào)，這就意味著汽車將會(huì)直接沖向障礙物。那么這時(shí)ESP系統(tǒng)將會(huì)瞬間將后輪緊急制動(dòng)，這樣就能產(chǎn)生轉(zhuǎn)向需要的反作用力，使汽車按照轉(zhuǎn)向意圖行駛，避免直接撞向障礙物的事故發(fā)生。

    對(duì)于傳統(tǒng)燃油汽車，一般利用發(fā)動(dòng)機(jī)提供真空助力；而電動(dòng)車沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)提供真空助力，需要使用電子真空泵，或者使用線控制動(dòng)系統(tǒng)。對(duì)于智能汽車，尤其是L3及以上等級(jí)自動(dòng)駕駛汽車，制動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間尤為重要，線控制動(dòng)響應(yīng)更快，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛安全的重要保障。

    線控制動(dòng)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)上發(fā)展而來(lái)的，使用電系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的機(jī)械或液壓系統(tǒng)，是汽車制動(dòng)技術(shù)長(zhǎng)期的發(fā)展趨勢(shì)。傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)由制動(dòng)踏板施加能量，經(jīng)液壓或氣壓管路傳遞至制動(dòng)器；而線控制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行信息由電信號(hào)傳遞，制動(dòng)壓力響應(yīng)更快，因此剎車距離更短更安全。

    目前線控制動(dòng)系統(tǒng)單價(jià)約2,500元，未來(lái)隨著產(chǎn)銷量上升帶來(lái)成本降低，價(jià)格有望下降至2,000元左右。按照2020年、2025年國(guó)內(nèi)乘用車銷量分別為2,300萬(wàn)、2,700萬(wàn)輛，線控制動(dòng)系統(tǒng)滲透率分別為10%、30%進(jìn)行估算，2020年、2025年國(guó)內(nèi)線控制動(dòng)系統(tǒng)的市場(chǎng)空間分別為58億、162億元。從發(fā)展階段來(lái)看，線控制動(dòng)尚處于發(fā)展早期階段，目前滲透率較低，僅有少量車型配備，新能源汽車配置率相對(duì)較高。隨著新能源汽車、L3及以上智能駕駛的逐步滲透，線控制動(dòng)有望爆發(fā)。預(yù)測(cè)，線控制動(dòng)2020-2025年市場(chǎng)空間年均復(fù)合增速高達(dá)23%。

2020-2025年線控制動(dòng)系統(tǒng)市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    EHB國(guó)外廠商技術(shù)發(fā)展已經(jīng)比較成熟，國(guó)內(nèi)在努力追趕；EMB還處在研究階段，目前看短期較難有突破。目前線控制動(dòng)系統(tǒng)的主要供應(yīng)商包括博世、采埃孚、大陸等國(guó)際零部件巨頭企業(yè)，大都從20世紀(jì)90年底開始研發(fā)，在底盤控制領(lǐng)域具有豐富的技術(shù)積累和供貨經(jīng)驗(yàn)，具有一定的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

    從競(jìng)爭(zhēng)要素來(lái)看，線控制動(dòng)產(chǎn)品技術(shù)含量較高，且需要較長(zhǎng)投入期，因此對(duì)于人才、技術(shù)和資本要求較高。目前國(guó)內(nèi)發(fā)展相對(duì)較好的有伯特利、拓普集團(tuán)、萬(wàn)安科技等，兼?zhèn)淙瞬?、技術(shù)和資本等優(yōu)勢(shì)，有望在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得一席之地。

    智能化推動(dòng)線控轉(zhuǎn)向成為新趨勢(shì)。對(duì)于L3及以上等級(jí)智能汽車，部分或全程會(huì)脫離駕駛員的操控，因此智能駕駛控制系統(tǒng)對(duì)于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等要求控制精確、可靠性高，只有線控轉(zhuǎn)向（SteeringByWire,SBW）可以滿足要求，因此成為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

    線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指，在駕駛員輸入接口（方向盤）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)（轉(zhuǎn)向輪）之間是通過(guò)線控（電子信號(hào)）連接和控制的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，即在它們之間沒(méi)有直接的液力或機(jī)械連接。

    線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分：1）轉(zhuǎn)向盤系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、轉(zhuǎn)矩反饋電動(dòng)機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)裝置；2）電子控制系統(tǒng)，包括車速傳感器，也可以增加橫擺角速度傳感器、加速度傳感器和電子控制單元以提高車輛的操縱穩(wěn)定性；3）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括角位移傳感器轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)、齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和其他機(jī)械轉(zhuǎn)向裝置等。

    線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是通過(guò)給助力電機(jī)發(fā)送電信號(hào)指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行控制。當(dāng)轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器將測(cè)量到的駕駛員轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸入到電子控制器（ECU），ECU依據(jù)車速傳感器和安裝在轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上的位移傳感器的信號(hào)來(lái)控制轉(zhuǎn)矩反饋電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，并根據(jù)轉(zhuǎn)向力模擬、生成反饋轉(zhuǎn)矩，控制轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)矩大小和旋轉(zhuǎn)的角度，通過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)向裝置控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向位置。

    線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要有：1）省略車輛前艙一部分轉(zhuǎn)向機(jī)械結(jié)構(gòu)的占用空間；2）沒(méi)有機(jī)械的轉(zhuǎn)向管柱，提高車輛的碰撞安全性；3)方向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力矩可以獨(dú)立設(shè)計(jì)，適應(yīng)不同類型駕駛員對(duì)“手感”的要求。

    線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點(diǎn)主要有：1）需要較高功率的力反饋電機(jī)和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)；2）復(fù)雜的力反饋電機(jī)和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)的算法實(shí)現(xiàn)；3）冗余設(shè)備導(dǎo)致額外增加成本和重量。

    目前EPS單價(jià)約1,500元，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以EPS為基礎(chǔ)，短期產(chǎn)銷量較低，預(yù)計(jì)單價(jià)約4,000元，后期隨著應(yīng)用范圍擴(kuò)大，預(yù)計(jì)單價(jià)有望逐步降低至3,000元左右。

    按照2020年、2025年國(guó)內(nèi)乘用車銷量分別為2,300萬(wàn)、2,700萬(wàn)輛，線控制動(dòng)系統(tǒng)滲透率分別為0.1%、15%進(jìn)行估算，2020年、2025年國(guó)內(nèi)線控制動(dòng)系統(tǒng)的市場(chǎng)空間分別為1億、122億元。

    從發(fā)展階段來(lái)看，線控轉(zhuǎn)向尚處于發(fā)展早期階段，目前滲透率極低，僅有少量車型配備。隨著L3及以上智能駕駛的逐步滲透，線控制動(dòng)有望爆發(fā)。預(yù)測(cè)，線控制動(dòng)2020-2025年市場(chǎng)空間年均復(fù)合增速高達(dá)166%。

2020-2025年線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)市場(chǎng)空間測(cè)算

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    EPS關(guān)鍵技術(shù)在于控制器的設(shè)計(jì)，核心內(nèi)容包括路感匹配、路感跟蹤、故障診斷及處理等。EPS的核心部件電機(jī)、電控、扭矩傳感器、角度傳感器基本都為各大主機(jī)廠內(nèi)部供應(yīng)。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)需要在EPS技術(shù)上發(fā)展，因此參與者絕大多數(shù)都是傳統(tǒng)的EPS系統(tǒng)供應(yīng)商，新廠商切入此領(lǐng)域比較困難。從競(jìng)爭(zhēng)要素來(lái)看，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)于技術(shù)、資本、安全等要求較高，預(yù)計(jì)短期內(nèi)線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品還將為博世、采埃孚等巨頭所把控。目前拓普集團(tuán)等企業(yè)在EPS等領(lǐng)域已有產(chǎn)品布局或量產(chǎn)，通過(guò)持續(xù)投入，未來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)或?qū)⒂瓉?lái)發(fā)展機(jī)會(huì)。

    2、電子油門

    除了轉(zhuǎn)向和制動(dòng)，電子油門也是線控系統(tǒng)重要的應(yīng)用。電子油門也稱為電控油門(E-Gas)或線控駕駛(drive-by-wire)。

    傳統(tǒng)節(jié)氣門操縱機(jī)構(gòu)是通過(guò)拉索或者拉桿對(duì)節(jié)氣門的開啟和關(guān)閉進(jìn)行操作，拉索或拉桿的一端連接油門踏板，另一端連接節(jié)氣門聯(lián)動(dòng)板。這種傳統(tǒng)油門的控制需要一系列的機(jī)械件進(jìn)行傳動(dòng)，雖然比較可靠，但不夠精確。

    電子油門控制系統(tǒng)是用線束（導(dǎo)線）來(lái)代替拉索或者拉桿，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊根據(jù)加速踏板的位置信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)其它參數(shù)信號(hào)計(jì)算出節(jié)氣門的開度，然后向節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由電機(jī)來(lái)控制節(jié)氣門的開度。

    電子油門主要由油門踏板、踏板位移傳感器、ECU（電控單元）、CAN總線、伺服電動(dòng)機(jī)和節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。

    位移傳感器安裝在油門踏板內(nèi)部，當(dāng)監(jiān)測(cè)到油門踏板高度位置有變化，將此信息送往ECU，ECU對(duì)該信息和其它系統(tǒng)傳來(lái)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行運(yùn)算處理，計(jì)算出一個(gè)控制信號(hào)，通過(guò)線路送到伺服電動(dòng)機(jī)繼電氣，伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

    目前電子油門踏板應(yīng)用相對(duì)成熟，乘用車產(chǎn)品單價(jià)約50元。按照2020年、2025年國(guó)內(nèi)乘用車銷量分別為2,300萬(wàn)、2,700萬(wàn)輛，電子油門滲透率按照100%計(jì)算，2020年、2025年國(guó)內(nèi)線控制動(dòng)系統(tǒng)的市場(chǎng)空間分別為11.5億、12.2億元，市場(chǎng)空間相對(duì)穩(wěn)定。

    從發(fā)展階段來(lái)看，目前電子油門滲透率接近100%，處于成熟階段。從市場(chǎng)空間來(lái)看，增長(zhǎng)主要來(lái)源于汽車產(chǎn)銷量的增長(zhǎng)，整體走勢(shì)相對(duì)平穩(wěn)。

2020-2025年電子油門市場(chǎng)空間測(cè)算

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    電子油門領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)主要的供應(yīng)商包括海拉、聯(lián)電、寧波高發(fā)、奧聯(lián)電子、凱眾股份等，其中海拉市占率相對(duì)較高，預(yù)計(jì)達(dá)到60%。

    從競(jìng)爭(zhēng)要素來(lái)看，電子油門產(chǎn)品相對(duì)成熟，產(chǎn)品選擇主要側(cè)重于質(zhì)量、價(jià)格、服務(wù)等。隨著寧波高發(fā)等國(guó)內(nèi)廠商技術(shù)逐漸進(jìn)步，有望憑借較低價(jià)格及更好服務(wù)獲得更多合資客戶訂單，國(guó)產(chǎn)化將是電子油門領(lǐng)域重要發(fā)展方向，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商有望受益。

    3、底盤輕量化

    燃油車油耗排放和電動(dòng)車?yán)m(xù)航是國(guó)內(nèi)汽車廠商面臨的兩大挑戰(zhàn)，輕量化是解決問(wèn)題的關(guān)鍵之一，因此也是汽車未來(lái)重要的發(fā)展方向。

    汽車行業(yè)很早就開始探索輕量化技術(shù)，主要手段包括選用輕質(zhì)材料、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選擇先進(jìn)制造工藝等。優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和先進(jìn)制造工藝帶來(lái)的減重效果相對(duì)較小，因此目前輕量化研究的主要方向是輕質(zhì)材料，包括高強(qiáng)度鋼、鋁合金和碳纖維復(fù)合材料等。

    輕量化材料主要有高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維等。輕量化材料的選擇需要考慮重量、成本、工藝等多個(gè)因素。高強(qiáng)度鋼性能優(yōu)異，價(jià)格較低，但密度較高；鋁合金和鎂合金減重效果較好，但成本略貴；碳纖維減重效果好，但成本最高。綜合來(lái)看，鋁合金具有減重效果好、安全性好、性價(jià)比高等突出優(yōu)點(diǎn)，是汽車輕量化最佳選擇之一。

    鋁合金材料是汽車輕量化最理想的材料之一，未來(lái)十年內(nèi)汽車的各個(gè)主要部件用鋁滲透率都將明顯提高。預(yù)測(cè)，鋁制引擎蓋的滲透率會(huì)從2015年的48%提升到2025年的85%，鋁制車門滲透率會(huì)從2015年的6%提升到2025年的46%。具體反映在平均單車用鋁量上，1980年北美地區(qū)每輛車平均用鋁量為54kg，到2010年增長(zhǎng)到154kg，預(yù)計(jì)到2025年每輛車的平均用鋁量將會(huì)達(dá)到236kg，單車用鋁量的大幅上升，帶來(lái)對(duì)公司汽車鋁合金壓鑄件產(chǎn)品的增量需求。

汽車零部件鋁合金滲透率

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    車輛在路面行駛時(shí)，懸掛系統(tǒng)會(huì)不斷接受來(lái)自路面的沖擊?；缮腺|(zhì)量與簧下質(zhì)量之比越大，車體受到的沖擊越小，也就意味著該車擁有更好的乘坐舒適性。更小的簧下質(zhì)量意味著懸掛系統(tǒng)擁有更好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力以及可操控性。簧下質(zhì)量的降低，慣性也就變小，遇到坑洼不平的路面時(shí)懸架反應(yīng)更快，輪胎能夠更加貼伏地面，穩(wěn)定性及操控性上升。

    按照2020年、2025年國(guó)內(nèi)乘用車銷量分別為2,300萬(wàn)、2,700萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)2020年鋁合金控制臂、副車架、轉(zhuǎn)向節(jié)、制動(dòng)鉗滲透率分別為15%、8%、40%、5%，2025年鋁合金控制臂、副車架、轉(zhuǎn)向節(jié)、制動(dòng)鉗滲透率分別為30%、25%、80%、20%來(lái)計(jì)算，2020年、2025年國(guó)內(nèi)主要底盤部件輕量化市場(chǎng)空間分別為140億、330億元，市場(chǎng)空間快速增長(zhǎng)。

    從發(fā)展階段來(lái)看，底盤輕量化尚處于發(fā)展早期階段，目前滲透率均相對(duì)較低，仍有較大發(fā)展空間。預(yù)測(cè)，主要底盤部件輕量化市場(chǎng)空間2020-2025年的年均復(fù)合增速高達(dá)19%。

2020-2025年底盤輕量化路合金滲透率

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

2020-2025年底盤輕量化市場(chǎng)空間預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)來(lái)源：公開資料整理

    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國(guó)汽車及汽車底盤行業(yè)市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》