线控底盘系列研究之二：空气悬架：国产替代加速，高端化电动化催生新需求

空气悬架：国产替代加速，高端化电动化催 生新需求 汽车零部件 证券研究报告行业研究 行业深度研究汽车零部件投资评级看好上次评级看好陆嘉敏汽车行业首席分析师执业编号：S1500522060001联系电话：13816900611邮箱：lujiamin@cindasc.com 信达证券股份有限公司CINDASECURITIESCO.,LTD北京市西城区闹市口大街9号院1号楼邮编：100031 空气悬架：国产替代加速，高端化电动化催生新需求---线控底盘系列研究之二 2022年08月14日 本期内容提要: 空气悬架——结构复杂但可显著提升驾乘体验：汽车悬架是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称，可以保证车辆的正常行驶，使车轮在路面不平和载荷变化的运动状态下有理想的运动特性，保证汽车 的操纵稳定性使汽车获得高速行驶的能力。由于消费者对汽车行驶的舒适性、操控性等要求逐渐增加，叠加汽车电动化智能化快速提升， 汽车悬架正在由被动悬架向主动悬架升级。空气悬架结构较为复杂， 由减震系统、气路系统、控制系统组成，但作为主动悬架，其优势显著：1）可调节弹簧的弹性系数及减震器的阻尼系数；2）无视自身载荷调节车身高度；3）提升车辆通过性和行驶稳定性，改善驾乘体验等。 需求供给双轮驱动空悬渗透率提升：1）需求端：消费升级+电动化趋势促自主品牌引入空悬系统：自主品牌寻求高端定位，旗舰车型开始搭载空悬系统，目前多数搭载空悬的自主品牌车型均价大约在40万元 左右，近年新出搭载空悬车型价格已经下探至30万元。与之相应的，国内汽车消费近几年持续升级，30万元左右价格车型销量占比提升。且电动车因整备质量较重，单车车轴载荷增加，空气悬架为新能源车的最优方案，我们预计未来几年空悬配置增量将来自25-35万元价格 区间的电动车型。2）供给端：国产化进程加速空悬成本下降：国产化 前空悬价值量较高，单车价值约1.3万元一套。目前国内自主供应商已开始布局空悬系统部件，部分公司已经开始批量供货，我们预计国产化后空悬单车价值量可达8500元，长期有望下降至7500元，空悬 成本的下降将进一步促进其渗透率的提升。我们预计到2025年空悬 市场空间265.6亿元，CAGR为30.1%。 自主供应商布局空悬，打破外资垄断格局：海外的空悬供应商多为老牌零部件集团，如大陆集团、威伯科、威巴克等，成立时间较早，与 外资车企尤其是BBA等豪华品牌合作时间较久，绑定较深。但自主供应商目前已具备技术实力，空悬逐步走向国产化。中鼎股份通过收购国外空悬巨头AMK布局空气压缩机业务；拓普集团依靠自身NVH技术优势，已具备全套空悬系统的供应能力；保隆科技在空气弹簧领域有先发优势并正向减震器等细分领域开拓，同时传感器业务也已完善；天润工业空悬业务主要集中在商用车领域，正在向乘用车领域拓展；孔辉汽车是国内首家实现乘用车空悬系统量产的企业，其空悬产品已在岚图FREE上搭载供货。 投资建议：空气悬架作为豪华车型配置，随着自主品牌新能源车向高端化转型，配置车型售价有望向下渗透至25-30万元水平，叠加供给 端国产化进程加速促成本下降，相应部件厂商将打开向上成长空间。我们建议关注具备空悬核心部件研发、设计和生产的供应商，分别为 【中鼎股份】、【保隆科技】、【拓普集团】、【天润工业】、【孔辉汽车】。 风险因素：汽车销量不及预期；消费升级不及预期；空悬配置向下渗透不及预期；空悬部件国产化降本效果不及预期。 目录 1空气悬架：结构复杂但可提升驾乘体验6 1.1汽车悬架向主动悬架升级6 1.2主动悬架之空悬系统结构7 2需求供给双轮驱动空悬渗透率提升13 2.1需求端：消费升级+电动化趋势促自主品牌引入空悬系统13 2.2供给端：空悬国产化后，成本进一步下降16 2.3渗透率提升，市场空间广阔16 3自主供应商布局空悬，打破外资垄断格局17 3.1海外供应商绑定外资主机厂，具有先发优势17 3.2自主供应商纷纷布局，突破核心部件18 3.3软硬件解耦条件下空悬格局探讨19 4投资建议19 4.1中鼎股份：收购AMK，加速空气供给单元国产化19 4.2保隆科技：空气弹簧具有先发优势，即将突破系统总成21 4.3拓普集团：NVH龙头，拓展空悬业务23 4.4天润工业：商用车空悬供应商，向乘用车领域拓展25 4.5孔辉汽车：国内首家空悬系统量产供应商26 5行业评级27 6风险因素27 表目录 表1：各类悬架结构对比8 表2：威伯科空气压缩机参数9 表3：配备双腔及三腔空气弹簧车型整理10 表4：搭配空悬车型及指导价13 表5：搭载空悬的自主品牌车型及指导价14 表6：相同级别纯电车型和燃油车型参数对比15 表7：空悬市场空间预测16 表8：2022年下半年预计上市的配置空悬新车17 表9：空悬海外供应商17 表10：部分自主品牌空悬供应商整理18 表11：国内空悬厂商18 表12：AMK产品及技术特点20 表13：中鼎股份空悬业务订单21 表14：保隆科技空悬业务订单情况22 表15：拓普集团核心产品技术24 表16：天润工业空悬技术优势26 图目录 图1：悬架系统6 图2：悬架结构6 图3：悬架各结构作用6 图4：悬架系统缓冲震动的路径6 图5：悬架升级路径6 图6：空气悬架结构7 图7：空气悬架特点8 图8：空气供给单元8 图9：空气供给单元组成8 图10：大陆集团空悬系统9 图11：大陆集团的集成式空气供给单元CAirs9 图12：囊氏空气弹簧9 图13：膜式空气弹簧9 图14：空气弹簧的技术难点10 图15：2018款保时捷卡宴前空气弹簧总成（三腔）10 图16：双腔和三腔空气弹簧刚度可变10 图17：减震器11 图18：空气弹簧+减震器11 图19：CDC减震器12 图20：MRC减震器12 图21：空悬控制系统12 图22：空悬其他结构——传感器、控制单元、储气罐13 图23：各价格带车型销量占比15 图24：28万元以上车型销量占比15 图25：奔驰GLC和奔驰EQC整备质量（kg）15 图26：0.276Mpa和0.413Mpa下空气弹簧的刚度曲线15 图27：搭载空悬自主品牌车型指导价下降（万元）16 图28：2015-2021年乘用车中空气悬架渗透率16 图29：空悬成本下探（元）16 图30：中鼎股份近�年营收（亿元）及增速19 图31：中鼎股份近�年扣非净利润（亿元）及增速19 图32：中鼎股份空悬业务发展历程20 图33：中鼎股份2021年各业务营收占比20 图34：保隆科技近�年营收（亿元）及增速21 图35：保隆科技近�年扣非净利润（亿元）及增速21 图36：保隆科技2018年-2021年新产品销售趋势22 图37：保隆科技空悬业务产品22 图38：智能悬架系统原理图22 图39：拓普集团近�年营收（亿元）及增速23 图40：拓普集团近�年扣非净利润（亿元）及增速23 图41：拓普集团空气悬架系统一部23 图42：拓普集团空悬相关产品24 图43：天润工业近�年营收（亿元）及增速25 图44：天润工业近�年扣非净利润（亿元）及增速25 图45：天润工业空悬产品25 图46：孔辉汽车空悬产品27 1空气悬架：结构复杂但可提升驾乘体验 1.1汽车悬架向主动悬架升级 悬架定义：悬架是车架与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称，属于底盘系统。悬架作用：1）传递车轮车架之间的一切力和力矩；2）缓和不平路面对车架的载荷冲击、衰 减由载荷冲击引起的承载系统振动。悬架可以保证车辆的正常行驶，使车轮在路面不平和载荷变化的运动状态下有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性使汽车获得高速行驶的能力。 其结构包括：弹性元件、减震器、导向机构等。 图1：悬架系统图2：悬架结构 资料来源：汽车之家，信达证券研发中心资料来源：太平洋汽车，信达证券研发中心 悬架结构：1、弹性元件（即弹簧）：支撑垂直载荷，缓和和抑止不平路面引起的振动和冲击。弹性元件主要有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等；2、减震器：其作用是迅速衰减汽车的振动，改善汽车的行驶平顺性,增强车轮和地面的附着力；3、导向机构：作用是传递力和力矩，同时兼起导向作用。在汽车的行驶过程当中，能够控制车轮的 运动轨迹。 图3：悬架各结构作用图4：悬架系统缓冲震动的路径 资料来源：太平洋汽车，信达证券研发中心资料来源：信达证券研发中心 随着对驾驶舒适性和操控性的追求，汽车悬架逐渐向主动悬架演变。根据悬架系统的弹簧刚度和减振器的阻尼比这两个参数是否可调，可以把悬架系统分为三类：1、被动悬架：刚度和阻尼均为固定系数，不可调，比较常见的为麦弗逊悬架；2、半主动悬架：采用刚度不可调的弹簧和阻尼可调的减震器，一般使用电磁减震器；3、主动悬架：刚度和阻尼均可调， 一般为空气弹簧+电磁减震器结构。主动悬架因为阻尼和刚度均可调，可以在汽车驾驶过程中提供更好的操控性和舒适性，会逐渐成为中高端车型主流悬架。空气悬架系统由空气弹簧和可变阻尼减震器组成，为主动悬架。 图5：悬架升级路径 资料来源：信达证券研发中心 1.2主动悬架之空悬系统结构 1.2.1空悬结构及特点 空气悬架系统包括减振系统、气路系统以及控制系统。减震系统包括空气弹簧和阻尼可调减震器；气路系统包括空气压缩机、储气罐、气泵和分配阀；电子控制系统包括传感器、控制器ECU等。 图6：空气悬架结构 资料来源：孔辉科技，信达证券研发中心 空气悬架特点：可以提高车辆的舒适性和操控性。1）可调节弹簧的弹性系数及减震器的阻尼系数：空气弹簧可以调节弹簧的软硬程度，空气悬架在高速行驶时可以变硬，提高车身稳 定性，长时间低速行驶时，可以变软来提高舒适性；空气悬架多用CDC减震器，可以自动调节阻尼系数，可以让车身更稳定，抑制转弯时出现的侧倾以及制动和加速等引起的车身点 头和后坐等问题；2）无视自身载荷自动保持高度：空气悬架无论车辆空载满载，车身高度 都可恒定不变，这样在任何载荷条件下，悬挂系统的弹簧行程都保持一定，不会影响到减震特性；3）提升车辆通过性及稳定性：空气悬架可以通过空气弹簧充放气实现车辆的抬升和降低，调节车身的高度来调节汽车的通过性和稳定性；同时有些高端车型在空悬的基础上配 置“魔毯”功能，可以根据汽车行驶速度实时调整车身高度，从而提升车辆的操控性和安全性。 图7：空气悬架特点 资料来源：信达证券研发中心 空气悬架相比于传统悬架结构更为复杂。空气悬架主要由空气弹簧、减震器、高度传感器、控制器、空气压缩机、储气筒等零部件组成。因其用到空气弹簧，所以需要配备压缩机、储 气筒、气路管道等相关元件，其结构比其他悬架更为复杂。同时空悬需要依据车身的速度等实时调节车身高度，其控制系统相对于被动悬架和半主动悬架也更为复杂。 表1：各类悬架结构对比 产品 弹性元件 减震器 ECU等控制器 传感器 空气压缩机 储气罐 阀体 空气悬架 空气弹簧 有且阻尼可调 有 有 有 有 有 半主动悬架 螺旋弹簧 有且阻尼可调 有 有 无 无 无 被动悬架 螺旋弹簧 有但阻尼不可调 无 无 无 无 无 资料来源：信达证券研发中心 1.2.2空悬核心构成1—空气供给系统 空气供给系统以空气压缩机为核心，将空气加压存入储气筒。空气供给单元由电动机、空气压缩机、电磁阀单元、温度传感器、空气干燥器、气动排气阀组成。其中空气压缩机结构一般为单级往复活塞式；空气干燥器用于给压缩空气去湿，以免在压缩空气过程中产生的冷凝水引起部件锈蚀；气动排气阀的作用是保持系统剩余压力和限压；温度传感器检测空气供 给单元温度，悬架控制单元根据空气压缩机运行时间和温度信号计算出空气压缩机的最高允许温度，并在超过临界值时关闭压缩机以免压缩机过热，从而保证系统工作的可靠性。 图8：空气供给单元图9：空气供给单元组成 资料来源：汽车维修技术网，信达证券研发中心资料来源：信达证券研发中心 核心部件空气压缩机需要技术参数较高。车用空气压缩机技术难点集中在工作温度、建压能 力、持续可靠等。空