产业趋势加速，线控转向有望实现0->1的突破

产业趋势加速，线控转向有望实现0->1的突破 证券研究报告·行业研究·汽车与零部件 证券分析师：黄细里 执业证书编号：S0600520010001联系邮箱：huangxl@dwzq.com.cn联系电话：021-60199793 证券分析师：谭行悦 执业证书编号：S0600523070001联系邮箱：tanxy@dwzq.com.cn2023年8月6日 智能化+硬件标准化趋势推动线控转向0->1突破 智能化驱动线控转向升级，头部智能化车企有望实现产品落地。从机械助力->线控转向，转向系统智能化程度不断提升。线控转向能够实现静默方向盘、随需转向、方向盘折叠等智能化功能，提供更好的自动驾驶体验。特斯拉公布线控转向专利，CyberTruck上有望率先搭载。 对标一体化压铸，线控转向或成为全新技术趋势。我们认为线控转向与一体化压铸相似，是对整车制造过程中全新的工艺升级，通过线控转向技术（线控制动+线控油门已经实现），使得底盘与车身实现完全解耦，个性化驾驶体验通过软件进行调教，而底盘的硬件制造趋于标准化，从而通过大批量的规模效应，降低差异化成本，同时带来车辆生产装配并行性的可能，促进生产效率的提升，有望获得大规模普及应用。 线控转向产业链有望重构，国产替代空间巨大 线控转向对转向产业链的改变：1）安全冗余需求下线控转向价值向电子件集中；2）新增的路感反馈总成带来对转矩反馈电机以及传感器更多的需求；3）线控转向只能在DP-EPS/R-EPS的基础上实现，R-EPS使用滚珠丝杠作为减速传动机构性能更佳，线控转向渗透率提升有望带动滚珠丝杠在汽车上的应用。 线控转向国产供应链有望崛起。国外供应商在EPS领域具有先发垄断优势。目前国内厂商在ECU/ MCU、电机、传感器等领域已有成熟产品，线控转向导入期为自主供应商带来国产化替代的良机 核心受益标的 转向系统总成，推荐：1）有望最早实现线控转向落地量产的自主供应商【耐世特】；2）国内领先的转向系统供应商【华域汽车】；3）布局转向系统底盘平台型企业【伯特利】【拓普集团】。关注：国内布局线控转向供应商【浙江世宝】； 转向EPS电机，电机用量增加+自主替代，关注【德尔股份】、【德昌股份】； 转向系统传感器，线控转向系统用量持续增加，推荐【保隆科技】【嵘泰股份】； 齿轮齿条，转向系统轴等机械件，国内份额领先供应商，关注【北特科技】、【德迈仕】、【中 马传动】； 滚柱丝杠，线控转向提升需求，关注【五洲新春】、【贝斯特】、【长盛轴承】。 风险提示：汽车智能化进程不及预期；线控转向渗透率不及预期；下游乘用车需求复苏不及预期。 目录 机械->电控，转向系统持续升级 智能化+硬件标准化推动线控转向0->1突破 线控转向产业链梳理 线控转向上游供应链标的线控转向重点关注总成标的风险提示 一、机械->电控，转向系统持续升级 转向节/车轮 转向拉杆 助力电机 底盘四大核心系统之一，负责控制车辆运动方向。汽车底盘由转向、制动、传动与行驶四大系统构成，转向系统是控制汽车行驶路线和方向的主要装置，用于保持或改变车辆的行驶方向。目前主流转向系统主要由方向盘、转向管柱、中间轴、转向器及转向节组成，其中转向器为核心部件。当驾驶员转动方向盘时，所做的转向运动通过转向管柱传递至中间轴，中间轴传递至转向器，由转向器拉动转向拉杆传递至转向节，转向节接着向内或向外旋转，牵动车轮向左或向右，从而改变行驶中车辆的方向。 方向盘 中间轴 万向节 转向器 万向节 转向管柱 图：汽车转向系统主要构成图：转向系统转矩传导 机械助力转向->线控转向，转向技术逐渐升级。最初车辆转向系统是纯机械结构转向(MS)，通过机械传动放大操作力矩，需要较大的转向力矩。随着技术的进步，陆续出现机械液压助力转向(HPS)、电子液压助力转向(EHPS)、电子助力转向(EPS)，到线控转向(SbW)已实现全动力转向。 助力电动化趋势，转向性能全面升级。随着转向系统向电子助力及线控转向发展，转向系统的助力能够实现随速改变，低速增大助力，提升转向便捷度，高速减小助力，提升高速稳定性；助力控制更加精准，有效降低油耗；在线控转向结构下，硬件解耦，实现转向路感可调。 图：转向系统技术演进过程表：各类转向系统技术特点 机械转向系统（MS）结构简单，成本低廉 以人力为主要动力源，通过机械传动结构放大。MS以驾驶员体力作为转向系统主要动力源，驾驶员转动方向盘，通过转向器中的减速器放大旋转力矩，通过拉杆控制转向节完成车辆转向。 纯机械结构，结构简单且成本低廉。机械助力转向系统全部传力部件均为机械，其助力力度相比其他助力转向系统是最弱的（无辅助助力），不过全机械的特征使其结构简单且成本低廉，过去主要在轻型车辆（如微面等）上装备，现阶段基本淘汰。 方向盘 转向拉杆 转向节 万向节 转向器 图：机械助力转向系统核心部件图：搭载机械转向系统的昌河铃木 机械液压助力转向系统（HPS）发动机提供液压动力，实现转向助力 发动机驱动液压泵，为转向机构提供助力。发动机液压泵提供助力，对转向系统施加辅助作用力，协助实现转向。由于其提供液压的液压泵由发动机通过皮带驱动，因此只有发动机运转，转向泵才能够运转，转向系统才有助力源。 液压泵持续建压，消耗发动机动力。在车辆运行过程中，无论是否进行转向操作，液压泵始终需要进行压力储备，因此发动机部分动力需要消耗在液压泵上，从而增加整车的燃油消耗量。 图：机械液压助力转向系统核心部件图：采用机械液压助力的富康车型 油液管路 机械控制阀 液压缸活塞 齿轮齿条 液压泵 液压油储液罐 电子液压助力转向系统（EHPS）电机驱动液压泵工作，实现助力随速变化 电机驱动液压泵，通过液压助力转向。电子液压转向助力系统原理与机械液压转向助力相同，最大的区别在于不再使用发动机驱动液压泵，而改为电机驱动的液压泵。新增的电控系统包括车速传感器、电磁阀、转向ECU等，实现助力随速变化功能。 精准控制助力泵开关，减少能量消耗。助力泵启动和关闭全部由电控系统控制，在不做转向动作 的时候，助力泵关闭，因此它对于发动机动力的消耗更小,从而相比HPS油耗下降。 图：电子液压助力转向系统核心部件图：法拉利-Roma搭载电子液压助力转向系统 执行机构与机械液压助力相同 助力泵 电子助力转向系统(EPS)取消液压系统，电机产生助力，能耗最低，实现ADAS功能基本配置 电机直接提供助力，实现ADAS功能基本配置。EPS系统转向时，转矩传感器检测到转向盘的转矩后将电压信号输送到ECU，ECU向电机发出指令，使电机输出对应转向助力转矩，从而产生辅助动力。EPS是实现ADAS功能的基本配置，结构更精简、随速转向更精确。 EPS实现更高能效控制，符合节能减排趋势。据智研咨询，EPS的百公里油耗率为0.5%，相比之 下EHPS和HPS的百公里油耗率分别为2%/3%，EPS更符合推崇节能减排的大趋势。 图：EPS系统结构图：转向系统油耗率对比 方向盘 转向齿轮 转向助力控制单元（ECU） 转向力矩传感 器 万向节传动轴 电子机械助力转向机 转向角传感器 转向柱 EPS根据位置和结构，有多种分类，各自具有特点 转向柱助力式(C-EPS)结构紧凑，扭矩输出相对较小。C-EPS的转矩传感器、电动机等安装在转 向柱上，结构紧凑，电机的响应性较好。但由于电机安装在驾驶舱内，体积较小，输出扭矩不大。 小齿轮助力式(P-EPS)助力较大，布置相对方便。P-EPS的转矩传感器、电动机整体安装在转向小齿轮处，直接给小齿轮助力，各个部件布置更加方便，可用于中型车辆，提供较大的助力值。 齿条助力式(R-EPS)直接驱动齿条，提供最大助力。R-EPS转矩传感器单独地安装在小齿轮处，电机安装在小齿轮另一端的齿条处，安装位置自由，直接给齿条助力，能提供最大的助力值。 管柱式（C-EPS） 图：各类转向系统电机布置位置 小齿轮助力式（P-EPS） 齿条助力式（R-EPS） EPS的渗透率趋于稳定，中国市场外资领先。相比于HPS，EPS环保、耗电小、操纵精确，成为新能源汽车的首选。中国乘用车市场EPS的渗透率已经基本达到顶峰。目前我国EPS市场以博世为代表的外资占据主导地位，耐世特等国产供应商也有较强的竞争力。智能化趋势下，线控转向渗透率的提高预期将挤压EPS的空间。 图：2021年中国EPS市场格局 19.5% 18.8% 4.9% 8.5% 18.5% 12.3% 17.5% 博世 NSK 采埃孚 JTEKT 豫北光洋 联创汽车电子 其他 图：全球ESP市场规模测算图：中国乘用车市场EPS渗透率 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 6% 4% 2% 0% -2% -4% -6% -8% -10% -12% -14% 100% 90% 80% 70% 60% 2016201720182019202020212022E 市场规模（亿美元）Yoy 二、智能化+标准化，线控转向有望实现0->1突破 智能化驱动，线控转向更符合高级别自动驾驶需求。SBW增强自动驾驶的智能化体验，以耐世特为例，可以实现：1）随需转向，安全切换传统与自动驾驶间的转向控制；2）静默方向盘，自动驾驶时保持静止，消除转动的潜在危险；3）可收缩式管柱，自动驾驶时自动收缩，增加座舱可用空间。SBW方向盘布置更灵活，甚至可以折叠，为L4及以上自动驾驶取消方向盘做铺垫。 智能化驱动软件占比提升，线控转向提供更多个性化选择。SBW相比EPS代码量近3倍增长，为车企个性化转向功能提供可能。SBW可通过算法实现可变转向比（如低速与高速同样转弯角度所需方向盘转量不同）、可变路感反馈等智能化功能。未来汽车的差异化价值将更多由软件算法决定。 图：汽车软件价值占比变化图：转向系统代码量增加 2015年 2030年 取消机械连接，线控转向带来安全冗余高需求。线控转向 ， ， （SBW）在EPS的基础上发展而来，用线控代替了转向管柱与转向器间的物理连接，实现了上下车身的解耦。相比于EPSSBW能够实现更快响应、更自由布置、更智能等特点，是实现L3及以上自动驾驶的核心功能之一。由于取消了机械连接为保障出现故障时的行车安全，SBW对核心零部件的安全要求更高，并且需要满足冗余设计。 表：线控转向核心零部件要求 图：线控转向系统结构 关键零部件 主被动安全 功能安全 网络安全 追踪性 平顺性 稳定性 舒适性 智能性 转向机构 传感器 √ √ √ √ 转向控制器 √ √ √ √ √ √ √ √ 转向电机 √ √ √ √ 减速机构 √ √ √ 传动机构 √ √ √ 手感模拟单元 扭矩角度传感器 √ √ √ √ √ 手感控制器 √ √ √ √ √ √ √ √ 手感模拟电机 √ √ √ √ √ 手感模拟减速机构 √ √ √ √ 手感模拟传动机构 √ √ √ 手感模拟机械限位 √ √ √ 底盘环节占据较高研发成本，软件定义汽车驱动硬件标准化。根据FCA集团前CEO测算，车企每年的研发费用有45-50%花费在消费者难以感知到差异性的领域，如底盘调教、发动机和变速箱研发等，在这些方面很难让消费者感受到车企间的不同。在“软件定义汽车”的趋势下，把宝贵的资源花在算法或者其它更加能够增加企业区分度的方向，让底盘系统、电池系统等成为统一标准件，将是未来研发结构优化重要大方向。 图：车企研发成本占比测算 线控底盘完成上下车体解耦，线控转向有望实现0->1突破。线控底盘技术（转向、制动、悬挂）实现了上车身与底盘的机械解耦，将油车时代最具备个性化调教的领域进行了硬件标准化，性能 调节由算法实现。目前线控制动、线控悬架已经处于1->N的量产阶段，而线控转向仍处于导入期。 我们认为线控转向是打通线控底盘的最后一个环节，硬件标准化下线控转向的量产