前言
尽管行业内对于新能源汽车寒冬将至的争议未曾停歇,从融资市场观察,资金仍在源源不断地注入,对于上游部分细分领域的关注度不减反增。
公开数据统计,2023年新能源汽车及相关核心元器件领域共计披露融资226笔。其中24笔属于整车领域,电气化相关的有62笔,智能化相关的有140笔。整车领域当属吸金能力最强,蔚来半年内获得阿布扎比主权基金CYVN Holdings近230亿元左右人民币的注资。电气化的投资方向集中在三电领域:电池、电机、电控。智能化的热门赛道包括线控底盘、激光雷达、智能座舱等,线控底盘2023年总计完成20笔融资,较2022年的9笔实现翻倍。其中线控底盘技术创新企业京西智行,是2023年新能源车上游细分领域少有的获得超10亿元融资的项目,共融资近20亿。
开拓上游细分:揭示智能化新能源汽车行业新机遇
随着新能源汽车技术的不断更新发展及国家政策的大力支持,新能源汽车迎来快速增长期,2023年新能源乘用车国内零售量为773.6万辆,同比增长36.2%,为全球新能源汽车最大市场。下游的确定性给了上游足够的机会,新一轮的汽车产业变革,意味着核心元件向电气化、智能化发展。![](https://en.dascapital.cn/wp-content/uploads/2024/03/1.jpg)
图 新能源车功能区分类
据统计,2023年新能源汽车及相关核心元器件领域共计披露融资226笔。其中涉及三电(电池、电机、电控)、线控底盘、智能座舱、激光雷达、智能车载芯片等。线控底盘2023年总计完成20笔融资,较2022年的9笔实现翻倍。从成本拆分来看,底盘在上游核心零部件中成本排名第二,仅次于电池,占比为15%。
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图 新能源车成本拆分
从原理上说:汽车是一个6自由度运动的物体,除了加速运动,其余运动全都与底盘相关,可以说5个半自由度跟底盘直接相关。底盘作为核心操作单元和执行单元的载体,对于汽车智能化、电气化的发展有着重要作用。
汽车底盘按照功能分类可分为四个部分,包括传动系统、行驶系统、转向系统以及制动系统。
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为自动驾驶奠基,线控底盘崛起
自动驾驶的黄金窗口期到来,助推底盘迎来技术变革,由传统底盘全面升级为线控底盘。2022年中国自动驾驶“准L3”技术实现量产,并伴随着监管的体系不断完善,自动驾驶逐步走上正轨。自动驾驶等级越高,人工干预的程度越低,智能化越高,需要执行器有主动运转的能力。而线控底盘技术作为自动驾驶的基石,其技术成熟性决定了自动驾驶的未来发展方向。
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传统底盘更新迭代为线控底盘,通俗而言,就是用电信号代替机械信号,实现“人机解耦”。具体过程是将驾驶员的操作命令传输给电子控制器,再由电子控制器将信号传输给相应的执行单元,最终由执行单元实现对应功能。
图 底盘电气化发展趋势
从底盘结构分拆来看,可以分成线控转向、线控制动、线控换挡、线控油门、线控悬架五大部分。其中,线控油门和换挡技术门槛较低,已实现量产上车,相较而言,线控转向、线控制动以及线控悬架仍处于发展初期阶段。
线控底盘细分赛道的探索与对比
线控底盘细分赛道现状
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线控转向/SBW(Steer by Wire):与EPS相比,去除了方向盘与转向机构之间的机械连接即中间齿轮轴和齿条的传动部分,实现完全解耦,完全由电机驱动车轮转向,根据传感器接收驾驶员操作方向盘产生的扭矩和转向角数据,通过ECU与数据线将指令传输至转向拉杆的助力电机上。
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。
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电子助力转向(EPS)已随法规约束基本完成搭载。随着智能驾驶向高级别进阶,占用空间更小的线控转向(SBW)将是汽车智能出行不可或缺的关键零部件。SBW渗透率目标2025年达到5%,2030年达到30%。预计SBW的市场规模2025将达到51亿元,2030年突破250亿元,2025-2030年CAGR达37%。
线控转向技术已经在一些车型上得到验证和应用,2023年12月,特斯拉Cybertruck上市并实现首批交付,确认搭载线控转向技术。
图 特斯拉Cybertruck搭载线控转向技术
具备更高的控制精度和更高的响应速度:操作单元和执行单元之间不存在机械系统的传递,消除了物理传输路径,完全通过电信号传输控制指令,响应时间将大大缩短,精度将大幅提升。
更简单高效的车辆架构:去除部分机械部件,实现轻量化,节省能源并大大减少轮胎和制动器的磨损。对汽车制造商而言,发动机舱和内部设计有更大灵活性,可以整体降低安装和维护成本。
更优的驾驶体验感:拆除转向柱可扩大视野,还增加了室内设计的灵活性,为整车厂提供了更多想象空间。
综上,线控转向的优势可以总结成:高精度、智能化、轻量化、舒适感。
而安全性+算法优化是线控转向的核心难点。线控转向由于取消方向盘和前轮的刚性连接,对安全性和可靠性要求高,转向时所有控制都通过电信号实现,现阶段业内通常依靠硬件冗余和软件冗余以保证复杂的程序运算不会出错,由此出现了冗余转向型EPS,简单而言,就是指EPS能够在单点失效的情况下,依然具备一定的助力能力。硬件冗余:转向系统默认机械结构都是具有足够可靠性的,所以硬件冗余措施都是针对电器系统而言的。软件冗余:算法异构冗余,通信、主从切换、诊断策略等。
图 软件冗余
目前主要通过冗余方案来实现传统转向往线控转向的平滑过渡,因此可以说,冗余转向型EPS是线控转向(SBW)的基础。EPS与SBW本质区别在于信号来源不同,EPS转向信号来自驾驶员,而 SBW 来自算法。与冗余转向相比, SBW 算法部分的底层逻辑变化不大;但是在上层应用层的区别比较大,线控转向新增了方向盘静默、可变传动比、角度叠加、进车助力等功能算法。此外,利用路感模拟算法、齿条力估算算法等整车操控优化机制还原手感真实性,提升车辆操纵感,也是线控转向需要克服的难点。
国外研发进展快,采埃孚、博世、耐世特、舍弗勒等均具备技术储备。在本土企业大举研发投入的背景下,具备EPS领先地位和技术沉淀的厂商有望在SBW技术上实现弯道超车,有助于提升车辆在轻量化、响应速度、座舱布局等方面的表现。
(1)传统机械部分强,电控部分弱的厂商,包括:豫北、恒隆、世宝、浙江万达、株洲易力达等公司主要擅长做机械部分;
(2)电控部分具备一定能力的厂商,针对乘用车,包括: 宸鲁科技、上海衡鲁、杭州擎动、浙江航驱;
(3)直接从事线控转向研发销售的厂商(市场是封闭场景的特种车辆),包括:德科智控。
除线控转向外,线控制动也受到资本的广泛关注。线控制动根据是否保留液压系统分为电子液压线控系统(EHB)和电子机械制动系统(EMB)。
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电子液压线控系统(EHB)技术壁垒相对较低,利用电子元件替代传统制动系统中的部分机械元件,保留传统的液压管路,是现阶段主流的线控制动方案。EHB技术渗透率已超80%,出货量及市场规模整体上升。
电子机械制动系统(EMB)系统仍处于研发、概念阶段,并未量产。EMB完全摒弃了传统液压装置,采用电机直接给刹车。EMB包括制动执行机构、电子控制单元、中心控制单元、制动踏板模拟机构、传感器和电源等主要组成部分。EMB具有响应速度极快、质量轻,集成度高的优势。但目前其技术成熟度不够高,综合成本较EHB方案较高,对底盘改造大,短期内难以在乘用车中实现大批量量产装车。EMB竞争情况:国内外厂家都在研发起步阶段,海外主要是德国大陆特维斯、博世、布雷博,国内玩家是比亚迪、京西、华申瑞利。
作为线控底盘中核心的两个部分,线控转向和线控制动,从技术层面和应用层面而言,转向的技术壁垒更高,客户认证壁垒更高:
(1)在制动系统中,EPB、助力器和ABS技术相对较为普遍,而ESC作为ABS的升级版本,在日常使用中触发频率极低。相比之下,转向系统需要全天候稳定运作,其功能更为复杂,包括但不限于助力控制、回正控制、阻尼控制、摩擦补偿以及路感模拟等高级算法。
(2)由于转向系统与驾驶员的互动频率较高,客户在驾驶过程中对于不同技术水平的产品有着显著的感知,将直接影响到客户的驾驶体验和信任度。
(3)转向系统技术仍处于快速迭代阶段,从采用全冗余系统到线控转向系统,控制策略所涉及的算法也在不断演进和优化。
结语
近期我们和很多看汽车的投资人交流2024年的细分投资方向,聚焦上游细分赛道基本是市场的共识。从线控底盘、功率半导体、激光雷达,到电磁阀、传动轴,伴随新能源车电气化、智能化所带来的技术革新,一级融资市场依旧保持着热度。而在2024年初由Sora引起的又一波AI浪潮,是否会给自动驾驶行业带来新的变革和机遇,这是留给所有新能源车玩家的又一个新课题。
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