汽车行业2024年智能底盘行业投资策略系列报告之一：空气悬架，高附加值集成部件，国产替代新蓝海240411
请仔细阅读在本报告尾部的重要法律声明 仅供机构投资者使用证券研究报告|行业深度研究报告 【华西汽车】2024年智能底盘行业投资策略系列报告之一： 空气悬架：高附加值集成部件，国产替代新蓝海 华西证券汽车团队 2024年4月11日 分析师：白宇 SACNO：S1120524020001 投资建议 投资建议：我们预计乘用车空悬2025年达到15%，市场规模达到249亿元，自主零部件厂商快速扩张，成为市场主要供应者，大陆等国外 供应商市占率大幅下降。建议关注【保隆科技】、【天润工业】、【中鼎股份】、【拓普集团】。 基于各公司2024年4月3日收盘价： 我们预测保隆科技2023-2025年对应PE分别为23倍、17倍和13倍。首次覆盖给予增持评级；我们预测天润工业2024-2026年对应PE分别为12倍、10倍和8倍。首次覆盖给予增持评级；我们预测中鼎股份2023-2025年对应PE分别为13倍、11倍和9倍。首次覆盖给予增持评级；我们预测拓普集团2023-2025年对应PE分别为32倍、23倍和17倍。首次覆盖给予增持评级。 风险提示：空气悬架零部件价格下探不及预期、新车型配置空气悬架比例不及预期、空气悬架产品成熟度不及预期。2023年1月保隆科技及 相关人员收到上海证监局警示函，存在一定监管风险。 目录 1：总体介绍 空气悬架总体介绍 2：系统结构 空气悬架系统结构及发展趋势 3：应用车型 空气悬架的应用车型 4：竞争格局 空气悬架的竞争格局 5：投资策略 保隆科技天润工业中鼎股份拓普集团 6：风险提示 风险提示 1空气悬架的总体介绍 悬架是指车轮与车身之间连接的部分，它主要有两大主要作用：一是减震作用；二是支撑作用。 悬架系统主要由三种部件组成：连杆、弹簧和减震器。 （1）连杆：用来控制车轮运动的方式和角度，比如双臂式、单臂式、扭转梁式、多连杆式等。 （2）弹簧：用来支持车身的重量，也可在车轮通过凹凸不平的路面时发挥缓冲作用，比如螺旋式、钢板式、扭杆式、空气弹簧等。 （3）减震器：抑制弹簧的过分振荡，比如液压式、充气式、电磁式等。 图1：悬架系统构造图 资料来源：《汽车为什么会跑图解汽车构造与原理》（陈新亚编著），车质网，华西证券研究所 图2：悬架系统构造图 汽车悬架可以从多种维度进行分类，根据结构的不同，可以分为独立悬架和非独立悬架。 独立悬架：指左右两个车轮之间没有硬轴连接，一轴侧车轮跳动时不会影响到另一侧车轮。独立悬架结构相对复杂，成本相对较高。常见的独立悬架包括麦弗逊式悬架、双叉臂式悬架和多连杆式悬架。 （1）麦弗逊式悬架：连杆是A形控制臂，A臂可以承担车轮下端的横向力和纵向力。具有结构紧凑、集成度高的优点，但受限于机构制约，横向刚性较差，对车辆俯仰和扭矩转向抑制不足。 （2）双叉臂式悬架：它的下部构造与麦弗逊式悬架一样，是一根A臂，同时车轮上部也有一根A臂与车身相连。 （3）多连杆式悬架：它的连杆比一般悬架要多，一般把四连杆或更多连杆结构的悬架称为多连杆式悬架。优点是设计自由度高，缺点是对布置空间需求大，成本高。 非独立悬架：指两个车轮之间有硬性连接物，当一侧车轮跳动时，另一侧车轮也会受到影响。常见的非独立悬架为扭转式悬架。 扭转梁式悬架：左右车轮之间通过一个扭转梁连接。结构相对简单，成本适中，虽然是非独立悬架，但在动态性能方面的表现接近于独立悬架，适用于紧凑型轿 车和SUV的后悬架。 图3：奥迪汽车双叉臂式前悬架构造图 资料来源：《汽车为什么会跑图解汽车构造与原理》（陈新亚编著），华西证券研究所 汽车悬架可以从多种维度进行分类，根据控制形式的不同，可以分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。 （1）被动悬架：刚度和阻尼出厂时已设定，均不可调。优点是结构简单，成本低。缺点是操控性、舒适性较差。目前绝大多数汽车采用被动悬架。应用于传统乘用车，代表车型：卡罗拉。 （2）半主动悬架：刚度和阻尼之一可调，一般是阻尼可调。优点是性能优良，可靠性高。缺点是阻尼调节范围小，刚度无法连续调节。应用于中高端乘用车，代表车型：君越、比亚迪唐。 （3）主动悬架：刚度和阻尼均可调。优点是车身稳定性、舒适性、通过性更高，可调节车身高度。缺点是成本高，结构相对复杂，更换频率高。应用于豪华乘用车，代表车型：奔驰S级、宝马7系。 图4：被动悬架、半主动悬架和主动悬架 类型 构成 阻尼 刚度 高度 被动悬架 螺旋弹簧+普通减震器 不可调 不可调 不可调 半主动悬架 空气弹簧+普通减震器螺旋弹簧+CDC减震器 不可调可调 可调不可调 可调不可调 主动悬架 空气弹簧+CDC减震器 可调 可调 可调 资料来源：盖世汽车公众号，华西证券研究所 空气悬架：与传统悬架相比，空气悬架最大区别在于弹性元件的升级，并新增电子控制系统及气泵等部件。 空气悬架的工作原理：传感器收集车身状态信号传输给控制单元ECU，ECU根据一系列算法输出控制信息，控制空气供给系统工作，空气供给系统中的压缩机吸入空气通过干燥器去除杂质与水分后送入储气罐，再通过分配阀送到各轮边空气弹簧，从而调节悬架刚度与阻尼。 空气弹簧和电控减震器是空气悬架的核心部件。空气弹簧用于调节高度与刚度，电控减震器用于调节阻尼。 资料来源：盖世汽车公众号，保隆科技公众号，华西证券研究所 图5：空气悬架系统的工作原理 1.4乘用车空气悬架的优势 乘用车空气悬架的优势： （1）舒适性更好：可以根据路面情况和车速自动调整悬架硬度，从而减少车身的颠簸和震动，提高车辆的平稳性和舒适性。 （2）安全性更高：可以根据车速和转向角度自动调整车身高度和硬度，从而提高车辆的稳定性和操控性，减少侧倾和翻车的风险。在高速行驶和急转弯时，空气悬架能够更加有效地控制车身的姿态，提高驾驶安全性。 （3）符合汽车智能化大趋势：在EE架构下，汽车底盘也从各个模块独立运作向XYZ底盘域控集成发展，使用电子控制系统的空气悬架更容易与智能化 汽车相结合，实现精准控制，实现底盘XYZ的底盘域控融合。 图6：乘用车空气悬架图 1.5商用车空气悬架的优势 商用车空气悬架的优势： （1）舒适性更好，减振效果强：利用压缩空气，实现软连接，缓解大部分来自路面的冲击。 （2）有效降低油耗，提高经济效益：当装有空气悬架的车辆在空载的状态下时，可以将车桥提升起来，减少摩擦，从而降低油耗。另外依靠气囊具有的良好减震性，在颠簸路段可以有效的减少换挡频率和加减速，从而降低油耗。 （3）便于甩挂运输，提高运输效率：当装有空气悬架的牵引车在甩挂运输时，可以通过气囊高度的调节来快速的实现摘挂、接挂，提升运输效率。 （4）便于不同高度月台货物装卸：不同的货场月台存在高度差异，当装有空气悬架的车辆对接装卸货平台时，可以依据月台高度的不同调节气囊高度，进而调节车体高度，便于实现货物的快速装卸。 图 （5）延长轮胎使用寿命，利于路面保护：能够有效地减小轮胎与路面之间的冲击，减小轮胎的磨损，同时也可以降低对路面的载荷冲击，增加对路面的有效保护，减少道路的维护保养费用。 7：商用车空气悬架图 1.6空气悬架的法律法规 根据工信部最新发布的《2022年汽车标准化工作要点》，其中提出完善整车基础相关标准，在零部件领域中特别提到了空气悬架关键零部件领域，对空气悬架在我国的发展起到积极作用。 受法规强制安装要求，空气悬架在商用车中逐步推广。中国工信部、交通部GB7258-2017《机动车安全运行技术条件》中规定：总质量大于等于12000kg的危险货物运输车的后轴，所有危险货物运输半挂车，一级三轴栏板式、仓栅式半挂车应装备空气悬架，该法规于2020年1月1日起实施。 图8：2022年汽车标准化工作要点 资料来源：GB7258-2017，扬州东升官网，华西证券研究所 图9：挂车悬架示意图 2空气悬架的系统结构及发展趋势 空气悬架是目前应用最广泛的主动悬架。 空气悬架由空气供给系统（空气压缩机、储气罐、分配阀）、减振系统（空气弹簧+电控减振器）、电子控制系统（车身高度/加速度传感器 +ECU控制器）三大系统组成。 图10：乘用车空气悬架系统图11：空气悬架系统各部件功能 资料来源：保隆科技公众号，盖世汽车公众号，华西证券研究所 空气弹簧是一个充满压缩空气的橡胶气囊，可以通过控制充气量来调整车身高度。相较于传统螺旋弹簧的线性刚度，空气弹簧具有非线性刚度特性， 并且其刚度特性曲线可以根据整车需求，通过调整活塞截型设计成理想的刚度曲线。 空气弹簧的囊皮非常重要，其配方和工艺结构决定它的耐久性以及扭转表现。 目前国内乘用车空气悬架车型采用的大部分是单腔空气弹簧，单腔空气弹簧只有一个气室。实车前后空气弹簧结构略有差异，主要包括： 前（单腔）空气弹簧滑柱总成主要由上顶座总成、扣压环、气囊、铝护筒、防尘罩、活塞、缓冲块、密封盖、减震器等部件组成，其中前空气弹簧与减震器进行合装。后（单腔）空气弹簧总成主要由轴承座、上座、活塞、扣压环、铝护筒、下座、气囊、防尘罩等部件组成，其中后空气弹簧与减振器通常分开布置，也有少数车型采用后空气弹簧滑柱总成形式。 图12：前空气弹簧滑柱总成爆炸图图13：后空气弹簧总成爆炸图 资料来源：孔辉科技公众号，华西证券研究所 空气供给系统：一般由空气压缩机、空气干燥器、阀块等组成。按照系统与外界空气是否交互，可分为开式系统和闭式系统两类。开式系统与外 界交互，而闭式系统不与外界交互。 闭式系统将分配阀、空压器机、控制单元ECU集成一体化，而开式系统各个零部件相互独立。因此，闭式系统集成度更高，布置空间较小，设计相对复杂，控制方式更精确，价格略低。 目前国内市场上采用开式空悬系统的车企较为普遍，如岚图、理想、小鹏等均采用开式空悬系统，而上汽智己、高合及蔚来ES8等采用闭式空悬系统。 图14：AKM空气供给单元图15：大陆CAirS空气供给单元 资料来源：孔辉官网，AMK公众号，大陆集团公众号，华西证券研究所 主流的电控减震器有CDC可变阻尼减振器和MRC电磁减振器两种方案，目前CDC减振器更为普及。 连续阻尼控制减震器（ContinuousDampingControl，CDC）：是萨克斯（SACHS）开发的一种阻尼力可调阻尼器。核心部件是电磁阀。CDC减 震器每秒扫描100次，响应时间为10ms。 工作原理：电子控制单元ECU基于外部输入数据及内部算法算出控制信号，向CDC悬架中的CDC电磁阀发送控制信号，从而改变两个腔室间小孔的大小。而CDC减震器分为内外两个腔室，里面充满液压油，内外腔室的油液可以通过之间的空隙流动，从而改变减震器的阻尼特性。 图16：采埃孚CDC减震器图17：CDC减震器工作原理 资料来源：智能底盘之家，华西证券研究所 2.5空气悬架核心零部件-MRC减震器 MRC磁流变液减震器：(Magneto-rheoloicaldamper，MRD)：在此系统中，减振器内部采用磁流变液替代普通液压油。当控制单元ECU发出指令时，内置的电磁线圈会产生磁场，并作用于磁流变液中的磁性颗粒。磁性颗粒在磁场的作用下能够迅速改变排列方式，形成链状结构，使液体的粘度在毫秒之间迅速增加，从而改变减振器的阻尼特性，实现悬架性能的实时调整。 目前，磁流变流体相关专利几乎被洛德（LORD）、德尔福、通用三者垄断，尽管2009年，京西重工（BWI）成功收购德尔福旗下减震制动部门，但LORD仍然是BWI公司的磁流变流体技术唯一供应商。 磁流变减震器每秒扫描1000次，响应时间为1ms，是目前所有阻尼可调减振器中响应速度最快的，但是成本也最高。现阶段，主要装配在法拉利、凯迪拉克、保时捷等旗下的高端车型中。 图18：磁流变液减震器图19：CDC减震器与磁流变液减震器对比 资料来源：电动汽车产业技
