汽车智能化和电动化发展到现在,执行层面成了关键,因此智能底盘成为提升汽车性能、安全性和驾乘体验的关键。
全球智能底盘市场正朝着线控化、一体化融合控制和产业链自主可控方向发展。国内智能底盘技术崛起,迎来了国产替代的黄金时期。
在本文中,我们从智能底盘的定义与全球趋势入手,分析其技术发展与市场格局,并深入探讨中国企业在这一领域的崛起之路和驱动力。
什么是智能底盘技术?
智能底盘融合了先进的电子控制技术、传感器技术和机械系统,能够实现对车辆行驶状态的实时监测和精准控制。
作为自动驾驶技术的基础,智能底盘通过精准的指令执行和协同操作,提高了车辆的操控性、稳定性和安全性。同时,智能底盘也对提升驾乘舒适性和驾驶体验起到了至关重要的作用。
线控技术替代了传统机械和液压系统,依靠电子信号实现精准控制,传统的底盘系统依赖机械连接和液压助力,而线控底盘则通过电信号来控制各个执行器,实现了更高的响应速度和控制精度。
● 线控制动系统(EHB 和 EMB)能够根据车辆的行驶状态和驾驶员的指令,精确地控制制动力的大小和分配,有效缩短制动距离,提高制动安全性。
● 线控转向系统(SBW)则去除了方向盘与转向轮之间的机械连接,通过电子信号传递转向指令,使转向更加灵活、精准,同时为自动驾驶功能的实现提供了必要条件。
智能底盘需要实现转向、制动、悬架等多个子系统的一体化融合控制。通过中央控制器对各个子系统进行协同管理,能够根据车辆的实时状态和驾驶需求,优化底盘的整体性能。
例如,在高速行驶时,自动调整悬架硬度和车身高度,降低风阻,提高行驶稳定性;在转弯时,协调转向和制动系统,实现平稳、精准的转向操作,减少侧倾和甩尾风险。
国产替代加速:
机遇与挑战
● 制动系统:
汽车制动系统从最初的机械式制动,逐步发展到液压制动、电子辅助制动,再到如今的线控制动。每一次的技术变革都带来了性能的显著提升。
线控制动系统的出现,彻底改变了制动系统的工作方式。它通过传感器感知驾驶员的制动意图,将电信号传输给电子控制单元,再由控制单元精确控制制动执行器的工作,实现了制动过程的智能化和精准化。
线控制动市场呈现出较高的集中度,国际供应商如博世、大陆等在市场中占据重要地位。EMB 系统虽然具有诸多优势,但由于技术复杂性和可靠性问题,尚未实现大规模量产。
线控制动系统的成本仍然较高,需要通过技术创新和规模化生产来进一步降低,线控制动技术将朝着更高的集成化、智能化和可靠性方向发展,同时与自动驾驶技术深度融合,为智能汽车的安全行驶提供更强大的保障。
● 转向系统:
转向系统经历了从机械转向到液压助力转向、电动助力转向,再到线控转向的发展历程。
电动助力转向(EPS)目前在乘用车市场中占据主导地位,其具有结构简单、能耗低、辅助力度可调节等优点。随着自动驾驶技术的发展,线控转向(SBW)成为了未来的发展方向。
SBW 系统通过电子信号实现方向盘与转向轮之间的解耦,能够实现更加灵活的转向控制,并且为自动驾驶车辆的空间布局和功能实现提供了更多可能性。
线控转向技术在量产车上的应用相对较少,主要受制于技术成熟度和成本等因素。高端车型已经开始搭载线控转向系统,在提升操控性能和自动驾驶体验方面的巨大潜力。技术的不断进步和成本的逐渐降低,线控转向系统有望在未来得到更广泛的应用。
为了实现线控转向技术的大规模应用,行业需要在多个方面取得突破。
◎ 提高系统的可靠性和安全性,确保在各种工况下都能稳定工作。
◎ 其次是优化控制算法,提高转向的精准度和响应速度,实现与驾驶员和自动驾驶系统的良好交互。
线控转向技术的普及将对汽车行业产生深远影响,不仅改变车辆的操控方式和驾驶体验,还将推动汽车设计和制造的创新,例如为车内空间布局提供更多灵活性,促进智能座舱与底盘系统的深度融合。
● 悬架系统:
悬架系统的发展从传统的被动悬架逐渐向半主动和主动悬架转变。魔毯智能悬挂系统作为主动悬架的进阶版,结合了路面预瞄感知技术,能够提前调整悬架参数,提供更加平稳、舒适的驾乘体验,“空气弹簧 + CDC” 的半主动悬架已成为新车的主流配置,通过实时调节阻尼和车身高度,适应不同路况和驾驶模式。
还推出了性能更先进的主动悬架技术,如蔚来的集成式液压全主动悬架、小米的全主动悬架等,不断提升悬架系统的性能和智能化水平。
空气悬架系统虽然性能优越,随着本土供应商在关键部件国产化方面的突破,空气悬架的成本逐渐降低,市场渗透率有望提高,在空气弹簧、可变阻尼减震器、空气压缩机等核心部件的研发和生产上取得了进展。
通过优化生产工艺和供应链管理,降低了产品价格。悬架系统将继续朝着智能化、高性能和低成本方向发展。
MRC 磁流变智能悬架技术凭借其独特的性能优势,有望成为下一阶段的发展重点。该技术通过磁流变液调节阻尼,响应速度快、调节范围广,且结构相对简单。MRC 悬架有望在更多车型上得到应用,进一步提升汽车的驾乘舒适性和操控稳定性。
● 底盘域控制器的商业模式
◎ 主机厂与 Tier1 的合作模式:底盘域控制器的开发涉及到复杂的技术和较长的调校周期,目前主机厂主要采取与 Tier1 供应商合作的方式。
在合作过程中,双方发挥各自优势,共同推动底盘域控制器技术的发展。主机厂提供车辆整体需求和系统集成要求,Tier1 供应商则凭借其在电子控制、软件开发和系统集成方面的专业经验,负责域控制器的硬件设计、软件开发和生产制造。
大陆、博世等 Tier1 供应商与众多主机厂建立了紧密的合作关系,为其提供定制化的底盘域控制器解决方案。
◎ 主机厂自研底盘域控制器将成为趋势。随着汽车智能化程度的不断提高,底盘功能的差异化需求日益凸显,主机厂为了掌握核心技术、提升技术话语权和实现后续 OTA 升级的自主性,将逐渐加大在底盘域控制器研发方面的投入。
这并不意味着 Tier1 供应商的地位会被削弱。实力较强的 Tier1 供应商将继续在技术研发、规模化生产和供应链管理等方面发挥重要作用,并且在与主机厂的合作中,将更加注重提供高附加值的服务和解决方案,共同推动智能底盘产业的发展。
底盘部件供应链的国产替代加速,为我国汽车产业带来了多方面的好处。
◎ 在缺芯危机等外部因素的影响下,本土供应商的崛起保障了供应链的安全稳定。国产零部件在成本上具有一定优势,能够有效降低整车制造成本。
◎ 国产替代过程中,国内企业不断加大技术研发投入,推动了底盘部件技术的创新和产业升级,本土供应商在关键技术领域取得了突破,如线控制动系统的算法优化、转向系统的传感器精度提升、悬架系统的新材料应用等。
◎ 国家层面加大对新能源汽车和核心零部件自主研发的支持,如智能网联汽车创新发展战略。
随着中国新能源汽车的全球市占率攀升,国内车企需要高效、经济的智能底盘解决方案,以降低对国际供应链的依赖。
● 国内供应商已在关键技术上取得突破,如伯特利的EHB产品和亚太股份的国产传感器,满足本土车企需求。
● 国产零部件的成本优势显著,能够降低整车制造成本,同时提升供应链安全性。
新能源汽车快速普及为智能底盘提供了天然的应用场景。国内新能源汽车销量连续多年全球领先,为智能底盘技术的产业化提供了广阔市场。
中国企业在技术积累方面取得长足进步,伯特利实现了从线控制动到底盘域控制器的技术跃迁,蔚来、小米等车企也在智能悬架领域推出创新产品。开放的产业生态促进了技术合作与资源共享,加速了新技术落地。
本土供应链优势包括:
● 成本效益:国产零部件的性价比远高于国际品牌,能够为车企提供灵活的配置方案。
● 响应速度:国内供应链的本地化服务和快速响应能力在后疫情时代体现出巨大优势。
智能底盘技术的快速发展,中国企业在这一领域的崛起不仅实现了技术的自主可控,还推动了产业链的全面升级,智能底盘将在新能源汽车和自动驾驶市场中扮演更加重要的角色。