2022年滑板底盘行业研究报告

行业研究报告 第1页共37页 行业研究报告第2页共37页 目录 一、滑板底盘技术内核二、滑板底盘产业布局三、滑板底盘商用模式四、滑板底盘市场前景 •锂电池：一类由锂金属或锂合金为正极材料、使用非水电解质溶液的电池，锂电池可分为锂金属电池和锂离子电池。 •锂离子电池：一种二次电池（蓄电池），主要依靠锂电子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和拖嵌；（1）充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；（2）放电时，Li+从负极拖嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂状态。 •比容量：单位质量或体积的电池或活性物质所能放出的电量。 •循环寿命：电池容量降到某一规定值之前，能反复充放电的次数。 •循环性能：表征电池使用寿命的一项指标。电池的循环性能越好，电池的使用寿命越长。 •能量密度：单位体积或单位质量电池所具有的能量，分为体积能量密度（Wh/L）和质量能量密度（Wh/kg）。 •动力电池：为交通工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池，常用的动力电池包括铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。 •电芯：指单个含有正、负极的电化学电芯，一般不直接使用。主要由正（负）极板、隔板、电解液、槽壳、连接条和极桩等组成。 •电池包：一般指的是组合电池，主要指锂电池组的加工组装，是将电芯，保护板，电池连接片，标签纸等通过电池PACK工艺组合加工成客户需要的产品。 •CTP(CelltoPack)：即无模组技木，是减少或去除电池“电芯-模组-整包”的三级Pack结构的技术。 •（现有两种不同的技木路线一是彻底取消模组的方案，以比亚迪刀片电池为代表：二是小模组整合为大模组的方案，以宁德时代CTP技木为代表。） •CTC(celltoChassis)：是一种结构化电池方案，该万案无需经过模组和PACK两个层级，直接将电芯和底盘集成到整车底盘上，并通过智能化动力域控制器优化动力分配和降低能耗。 •4680电芯：特斯拉推出的直径46mm，高度80mm的新一代圆柱电池。该电芯创新点在于大电芯＋全极耳＋干电池技木，通过极耳结构的改变，大幅提升了电池功率、优化了散热性能、生产效率、充电速度。 •滑板底盘：一种非承载车身结构，核心理念是上下分体式开发，通过在底盘上集成整车动力、制动、转向、热管理和三电，从而形成独立的动力系统，实现上下车体解耦。 •BMS系统：即电池管理系统，主要是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。 •一体化压铸：指汽车车身结构件一体化加工，将原本设计中多个单独、分散的小件经过重新设计而高度集成，再利用压铸机进行一次成型压铸成完整大零件，具有轻量化、零件数量及工序步骤减少、人员及土地节约等优势。 •线控转向系统：该系统由方向盘总成、转向执行总成和主控制器（ECU）三个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助系统组成。由于去掉了转向盘和转向轮之间的机械连接，该系统具有操纵性、稳定性能更优的特点。 •线控制动系统：即电子控制制动系统，分为机械式线控制动系统和液压式线控制动系统。该技术不仅极大的提高了车辆的制动性能，而且更加环保、节能，受到了广泛的关注。 •电信号：电信号是指随着时间而变化的电压或电流，因此在数学描述上可将它表示为时间的函数，并可画出其波形。信息通过电信号进行传送、交换、存储、提取等。 •冗余度：冗余度，就是从安全角度考虑多余的一个量，这个量就是为了保障仪器、设备或某项工作在非正常情况下也能正常运转。 •ECU:（ElectronicControlUnit）电子控制单元，又称“行车电脑”、”车载电脑“等。它和普通的电脑一样，由微控制器（MCU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。 •节气门：是控制空气进入发动机的一道可控阀门，气体进入进气管后会和汽油混合变成可燃混合气，从而燃烧形成做功。它上接空气滤清器，下接发动机缸体，被称为是汽车发动机的咽喉。 •ADAS：高级驾驶辅助系统是利用安装在车上的各式各样传感器，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。 •接电站：是为电动汽车的动力电池提供充电和动力电池快速更换的能源站，按充电方式可分为整车充电和对电池与车身分开后充电。 •高压快充：通常指800v高电压大功功率直流充电方式，有全系高压、部分高压和全部低压架构三种架构。当前，全系高压有成为主流架构的趋势。 1、底盘的终极集成化（三电+线控+车身） 汽车通常由发动机、底盘、车身及电气设备四大总成组成；在电动滑板底盘技术中，发动机已经被三电系统取代，而车身和底盘结构将发生设计和功能的重构。 汽车四大组成部分 1、底盘的终极集成化（三电+线控+车身） •滑板底盘主要集中在智能纯电动车型领域。从系统上讲，由传动系、行驶系、转向系、制动系、驱动系（包含三电系统）五部分组成；从功能上讲，包括驱动、供电、配电、制动、转向、驻车、通信、计算、感知类冗余（根据需求）等； •滑板底盘有三个特点：车身和底盘分离、高度集成化，接口标准化。在滑板底盘的结构中，车架、悬挂、电池、电机、电控全部集成在了一个类似于滑板的地盘上，上面安装不同的车身和座舱。 滑板底盘高度集成化 2、滑板底盘的定义 •滑板底盘是当前汽车行业最重要的革命性技术之一，其最大的特点是上下车体解耦，从而大幅缩短整车研发周期；因此，滑板需要搭载非承载式车身结构和线控底盘，为了便于上装，底盘不能占据过多纵向空间，“三合一”等集成式电驱系统成为必需； •滑板底盘的简单定义为：滑板底盘=非承载式车身+电池/底盘一体化+线控转向/线控制动。 滑板底盘涉及的技术应用 2.1滑板底盘的定义—电池/底盘一体化 •现阶段电池集成存在两种结构：MTP和CTP。MTP是传统的电池包形式，需要依次完成电芯、模组、电池包的集成，强度高、比能低。CTP省去了中间的模组环节，电芯直接成组为Pack，分为大模组方案和无模组方案，分别以宁德时代和比亚迪“刀片电池”为代表，两者的CTP技术已经在2021年新能车销量TOP10中渗透了4成，逐渐成为主流； •CTC直接将电池装配在底盘，本质上是底盘平台化的思路。在MTP到CTC的演进过程中，逐渐实现了空间利用率提高、电池电量增加、零部件成本降低。 电池包技术发展路径不同电池技术对比 2.1滑板底盘的定义—电池/底盘一体化 •CTC技术具有先进性，CTC方案的空间利用率最高，在现有电池本身技术不变的条件下，CTC是最有效的提升电池容量的 方案；其次是底盘结构的兼容性，电芯需要成为结构件一部分，滑板底盘具备独立的结构和强度，电芯需要承载载荷更小； •CTC本质上就是底盘平台化的思路，理论上电量能在现有底盘技术上提升5%，持续提高汽车电气化程度。 CTC发展历程 2.1滑板底盘的定义—电池/底盘一体化 •2021年12月，宁德时代在苏州成立了新安能源，主要布局电动底盘。宁德时代计划将在2025年前后正式推出第四代高度集成化的CTC电池技术，并于2028年进一步升级为第五代智能化的CTC。 •比亚迪的“刀片电池”也与滑板底盘技术不谋而合，“刀片电池”的集成方式已经带有了一定的滑板底盘特色，即少用或不用模组，直接通过导热结构胶把电芯和底盘结合起来。 宁德时代大模组CTP技术比亚迪“刀片电池”无模组方案 2.2滑板底盘的定义—线控转向+线控制动 •为了实现上下分体式造车，滑板底盘必须采用全线控的方案，将制动、转向等以线控的方式集成在底盘上，这样才能实现 车身和底盘的分离，上下车体的全面解耦； •“线控技术”就是“电控技术”，用精确的电子传感器和电子执行元件代替传统的机械系统。 汽车制动系统发展历程 2.2滑板底盘的定义—线控转向+线控制动 •线控制动（Brake-by-Wire）将原有的制动踏板用一个模拟发生器替代，用以接受驾驶员的制动意图，产生、传递制动信号给控制和执行机构，并根据一定的算法模拟反馈给驾驶员。线控制动其实已经在F1一级方程式中使用多年，其最大的优势是电子传输速度快，从踩下刹车的一刻起，刹车就开始工作，比传统的机械力传输要快。 •线控转向（Steer-by-Wire）系统移除了方向盘和转向轮之间的机械传动装置，采用总线技术传递转向命令，其传动比就可以任意设置，能够轻松解决机械式转向系统中存在的“轻”与“灵”之间的矛盾。2014年，日产和Koyaba合研的线控转向技术应用于量产车型InfinitiQ50，这改变了延续多年的汽车机械转向历史，实现了方向盘和车轮的完全解耦。 线控制动工作原理线控转向工作原理 2.3滑板底盘的定义—非承载式车身 •滑板底盘虽然不等于非承载车身，但是存在一些相似性：首先，在生产制造上都实现了上下车体解耦，底盘通用性高；其次，都具备刚性，生产制造耗费钢材比承载式车身更多；最后，都实现了动力系统+转向系统+制动系统的集成； •滑板底盘优于非承载车身的方面在于：第一，滑板底盘地板结构重心更低，稳定性更强；第二，滑板底盘实现了电池、电机与电控三电系统的集成和通信软件智能解耦开发。 传统汽车底盘构造 2.3滑板底盘的定义—非承载式车身 对于电动车来说，质量大重心高的发动机总成被质量和体积更小的三电系统取代，非承载式车身的重心高问题逐渐缓解；同时在集成了三电、转向、制动和热管理系统的滑板底盘上，在设计概念中需要起承载一定的刚度的作用，借鉴非承载式车身的结构要点在滑板底盘进行融合设计，能够起较好的互补作用。 非承载车身、承载式车身优缺点 2.4滑板底盘的定义—与传统底盘主要差异 综合来看，滑板底盘是自动驾驶、电子电气架构升级、整车电动化、集成化造车等因素综合催化下的产物，是电动智能浪潮下具有发展前景的黄金赛道之一。 滑板底盘与传统底盘主要差异 特征 传统底盘 滑板底盘 组成结构 乘用车以承载式车身为主，部分商用车采用非承载式车身 非承载式车身 驾乘体验 上装的乘客舱空间较小，驾乘体验差 滑板式底盘扁平、简单的结构特性使得上装的乘客舱空间明显改善，优化驾乘体验 车型开发周期、成本 燃油车开发周期3-10年，电动车2-3年，开发成本高 上下装分离的开发方式能够将新车开发周期缩短至12个月内，且减省用于底盘调校、发动机变速箱研发的开发费用，资金门槛降低至1亿美金内，实现对市场需求的快速响应 供应商、整车厂供应关系 主机厂主导开发设计，向多个中小供应商分别采购转向、制动、电池、传动件、连接件等底盘零部件，电机、悬架需要与车身连接和标定 供应商负责底盘的一体化的设计，集成转向、制动、三电、悬架模块，提供完整解决方案 底盘供应商盈利能力 集成化程度相对较低，供应商以提供子系统和小的零部件为主，议价能力较弱 供应商提供集成化产品，单车价值上升，议价能力强；滑板底盘具备较强的通用性，能够通过改变电池容量、轴距以适配不同车型，相比车企自身研发来讲，第三方供应商能够加速实现盈亏平衡 3、汽车底盘发展复盘 •纵观整个汽车发展历程，底盘的开发思路从非标化到平台化，燃油车、电动车、智能车对应的不同时期都存在平台化的开发模式，从“1.0机械件”通用到“2.0机械件+电器件”通用再到“3.0硬件通用+软件平台+标准接口”； •底盘平台化一直是技术发展方向。 滑板底盘是平台架构的3.0模式 3、汽车底盘发展复盘 滑板底盘是智能车时代下平台化3.0的一种分体式形式。通过改变传统供应链的模式和整车的生产方式，从而滑板底盘将重塑未来汽车的底盘研发与制造流程。舍弃车辆的一切外部配置，仅保留一个底盘以及必要的操纵