2023年中国线控制动行业概览-线控化需求下-智能汽车的安全保障（摘要版）

行业概览2023/03 www.leadleo.com 2023年中国线控制动行业概览： 线控化需求下，智能汽车的安全保障 ChinaBrake-by-WireIndustry 中国Brake-by-Wire産業 （摘要版） 报告标签：线控制动、EMB、EHB、One-box、Two-Box、iBooster 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明�处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、�版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 观点摘要 制动系统作为汽车线控底盘中的重要部分，是汽车安全保障的重要零部件，随着汽车智能化 电子化趋势不断发展，线控制动的线控化成为了当下汽车市场非常重要的需求。 我国线控制动大部分市场目前主要被海外品牌博世占据，但从2021-2022年的数据我们可以看到同驭汽车和拿森等公司的线控制动产品也已经开始进行市场渗透。为了匹配自动驾驶系统和智能汽车，线控制动产品必须持续创新优化，不断提高其在能量回收、制动距离、系统集成等性能上的提升。 目前我国线控制动市场主要由EHB产品为主流，EMB受到诸多技术限制尚难实现量产。而在EHB中， Two-box的产品渗透率更高，但集成度更高的One-box将成为未来几年快速增长的大趋势。 国产制造水平实现与国际水平接轨 在目前主流的EHB产品上，伯特利、拿森科技等企业也研制�了性价比高，性能不输老牌龙头的线控制动产品。在线控制动行业，中国国产企业制造水平已经与国际接轨，待产能稳定，线控制动系统的国产化替代趋势势不可挡。 One-box未来渗透率将不断上升 为了降低汽车零件成本，减少零部件数量，实现模块化与一体化，集成化成为了各部分系统技术研发的重要方向。而当前市场上主流的EHB系统可以根据集成度的高低，分为Two-box和One-box两种技术方案。由于One-box的研发时间晚，技术门槛高，现如今Two-box仍然作为市场上的主流线控制动应用系统存在。但长期来看，智能型集成度更高，具有成本、能量回收效率等方面等优势的One-box将成为汽车线控制动系统应用的确定性趋势。 EMB是线控制动系统的未来趋势 为了顺应汽车智能化电动化趋势，汽车制动系统的线控化也成为了一个重要需求，液压式线控制动系统使用了电子器件代替了部分机械部件，但也同时具备液压备份制动系统，是目前的主流线控制动技术方案。而机械式线控制动系统选择完全摒弃传统制动的制动液及液压管路，线控程度更高，但也存在更多阻碍其量产的仍待解决的技术问题。 新能源汽车区别于传统燃油汽车，由于缺少发动机所提供的真空源，需要借助真空助力器实现制动，但真空泵稳定性不高，应用线控制动系统以电机替代真空泵提供助力是必然趋势 中国线控制动行业需求分析 动力需求 汽车电子真空泵制动流程 汽车线控制动流程 完整版登录www.leadleo.com 搜索《2023年中国线控制动行业概览：线控化需求下，智能汽车 的安全保障》 制 真动传 空踏感 制助板E器 动力C 主器U 缸制制 动车动车 油轮执轮 行 缸器 制动系统作为汽车的安全保障，其结构也会随着汽车的升级迭代而产生的新需求发生改变。新能源汽车�现后，汽车电动化智能化需求的�现使得电子机械制动代替传统的液压制动系统成为必然趋势。 现阶段，真空泵联合液压制动是新能源汽车制动系统性价比最高的选择。在汽车制动过程中，如果只靠人力作用于制动主缸将面临很大的阻力，需要有真空助力器配合放大作用于制动踏板的力。真空泵作为制动系统的核心配件，是产生负压、增加制动力的重要环节。传统燃油汽车真空助力器的真空源主要来自于汽车发动机进气歧管，而新能源汽车由于其发动机的缺乏需要创造新的真空动力源。电子真空泵制动就是在燃油汽车底盘改造基础上将发动机真空环境接口转换为真空泵接入，由真空泵来保证真空助力器的真空度维持在合格值。由于其制动原理与传统燃油车基本相同，而原本燃油车的设计方案、生产线都可以在该环节得到充分理由，节约了变动的时间和经济成本，成为了当前新能源汽车电子化和智能化的过渡方案。 然而，长期来看，传统液压制动存在诸多弊端，线控制动替代成为了必然趋势。第一，传统制动涉及制动油缸、液压管路等负责部件，可控性随着环节的增多而降低，相比之下线控制动系统结构简单、维护方便，对汽车安全的保障性更高；第二，真空泵的稳定性不足，长期频繁启动将有很大可能发生故障而导致汽车�现制动问题，而线控制动通过电机替代真空助力器直接解决了这一问题。 来源：《电动汽车复合制动控制研究现状综述》、《新能源汽车智能驾驶线控底盘技术应用研究》、《新能源汽车制动系统的发展趋势》、头豹研究院 EHB系统可以根据集成度高低分为Two-box和One-box，其中One-Box在能量回收、成本、集成度等性能方面均有一定程度的提升，更符合自动驾驶和智能化需求，将成为未来应用主流 中国线控制动行业系统集成化趋势 One-Box和Two-Box的性能对比 EHB与ABS/ESC相互独立EHB系统内集成了ABS/ESC 防抱死系统（ABS）主要负责在汽车紧急刹车之后通过控制制动分泵，防止其由于轮胎锁死而�现跑偏和甩尾现象；而电子稳定系统（ESC）是负责在汽车�现转向不足或过度的情况时控制车轮进行制动来调整车身姿态，保证汽车变道或过弯时的平稳，这两个系统都作为配合行车制动系统的重要辅助。而这二者与汽车行车制动系统的集成能够帮助实现汽车系统体 积、重量的减小，最终实现汽车整体性能的提升。 2个ECU控制2个制动单元1个ECU控制1个制动单元 ECU作为汽车制动系统成本最高的配件，其成本占比能够达到整个系统的70%，因此，ECU 的减少能够很大程度上实现线控制动系统的降本。 制动回馈：0.3g以下减速度制动回馈：0.3g-0.5g减速度 回馈制动指在制动时将电动机切换成发电机运转，将一部分的动能或势能转化为电能并加以储存或利用，更强的回馈制动性能也就意味着能够为汽车增加更多的续航。由于Two-box系统所应用的叠加式回收策略，在制动执行时电机回馈制动与摩擦制动同时作用，导致能量回收效率较低；而One-box系统能够应用协调式能量回收策略，优先电机回馈制动，能够最大程度的利用电机的再生制动作用回收能量。 L2级别及以下L3级别及以上 Two-box需要搭配ESP来实现制动系统的冗余，而One-box通过集成ESP的同时外挂RBU 实现双重冗余，刹车减速度为Two-box的两倍。由于L3以上级别自动驾驶对系统的依赖程度较高，基本由系统完成所有操作，需要搭配制动性能更强的One-box实现安全制动。 踏板耦合踏板解耦 Two-box的制动需结合驾驶员对踏板的输入力与电机共同作用，而One-box提供的制动 力全部来自电机，无需驾驶员人力制动，实现了踏板与制动助力系统的完全解耦，可以利用软件控制制动力和减速度的大小，更符合汽车的智能化需求。 能量回收 为了降低汽车零件成本，减少零部件数量，实现模块化与一体化，集成化成为了各部分系统技术研发的重要方向。而当前市场上主流的EHB系统可以根据集成度的高低，分为Two-box和One-box两种技术方案。 Two-boxOne-box 集成模式结构 完整版登录www.leadleo.com搜索《2023年中国线控制动行业概览：线控化需求下，智能汽车的安全保障》 应用的自动 驾驶等级 踏板状态 由于One-box的研发时间晚，技术门槛高，现如今Two-box仍然作为市场上的主流线控制动应用系统存在。但长期来看，智能型集成度更高，具有成本、能量回收效率等方面等优势的One-box将成为汽车线控制动系统应用的确定性趋势。 来源：《汽车线控底盘技术发展趋势分析与研究》、智能网联汽车网、佐思汽研、头豹研究院 线控制动行业产业链中游主要为线控制动系统相关产品，其中ibooster作为One-box占据主流的市场内被应用最多的产品，从其两代产品的提升趋势中我们能够看�该行业的产品优化方向 中国线控制动行业产业链中游 2022年，博世在线控制动行业的中国市场份额占比高达89.4%，占据绝对龙头地位，因此，从博世的产品性能入手研究能够一窥整个线控制动市场产品优化的趋势。 iBooster作为博世品牌线控制动应用领域的重要产品，在多个层面具有性能优势：第一，其结构高度集成化，并通过不断优化尽可能减小外形尺寸；第二，对汽车能耗较低，仅在制动时消耗电量，在非汽车制动场景下保持伺服状态；第三，系统会每20s执行一次自检动作，避免在非工作状态下的失效；第四，能够根据汽车电源的不同情况调整模式，当车载电源不能满负载运行则以节能模式工作，当车载电源失效，则切换为纯液压模式对车轮施加制动。 同时，博世系统配备ESP系统，与iBooster互为制动冗余，起到双保险的作用：当iBooster发生故障，ESP会及时接管制动系统并提供制动助力；当进行能量回收时，ESP-hev系统能够配套iBooster实现最高达0.25g减速度的能量回收，能够使得纯电动汽车续航里程的增加高达20%以上。 iBooster1.0 iBooster2.0 博世iBooster产品优化性能对比 完整版登录www.leadleo.com 搜索《2023年中国线控制动行业概览：线控化需求下，智能汽车的安全保障》 重量5kg4.4-4.8kg质量降低、减少能耗 二级：蜗轮蜗杆+结构更紧凑、精度提高 减速机构齿轮齿条减速一级：滚珠丝杠体积减小、成本降低 传感器电机转角传感器传感器功能集成、助力器推杆绝对位置位移传感器位移差传感器成本降低、质量降低 电机参数18个定子线圈和14个磁极12个定子线圈和8个磁极结构趋于集成、简洁 助力能力5.5kN8kN助动器助动力量提升 然而，iBooster也仍然存在一些不足，例如：1、由系统自检、以及助动环节机械传动产生的噪音无法完全消除；2、在线控系统和液压系统之间切换时，可能会�现不够平顺的衔接；3、价格相对较高，比传统真空助力器价格高�将近一倍；4、体积和重量仍需缩减。 而IPB系统的�现，很大程度上解决了iBooster的部分问题，缩小了制动系统的体积，减轻了其重量，降 低了系统整体成本。IPB系统实际是将iBooster和ESP合二为一，是博世从two-box走向one-box的代表产品。而同时，IPB系统也配备了冗余系统RBU来应对其系统失效的可能性。 现今市场下，以iBooster+ESP为代表的Two-box仍是各大主机车厂应用的主流，但也已有凯迪拉克、比亚 迪等品牌开始选择使用IPB+RBU，随着自动驾驶的发展，集成化程度更高的One-box将成为应用热门。 来源：盖世汽车、博世官网、头豹研究院 线控制动行业规模变动与汽车市场高度相关，预计在2023-2026年乘用车销量能够以3%的复合增长率实现年增，新能源车型渗透率将于2026年超70%，线控制动渗透率也将实现持续增长 中国乘用车新车销量，2019-2026E单位：万辆 2,144.40 2,426.99 2,499.80 2,574.79 2,652.04 2,017.80 2,148.20 2,356.30 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 20192020202120222023E2024E2025E2026E 中国汽车线控制动渗透率情况，2019-2026E 中国新能源乘用车渗透率情况，2019-2026E 单位：% 单位：% 35% 100% 30%25% 25.233