線控底盤實際是對汽車底盤信號的傳導(dǎo)機制進行線控改造，以電信號傳導(dǎo)替代機械信號傳導(dǎo)，從而使其更加適用于自動駕駛車輛。其核心特點在于可實現(xiàn)“人機解耦”，向執(zhí)行器下發(fā)指令的信號源可由人變?yōu)樽詣玉{駛系統(tǒng)零部件，并具備高精度、高響應(yīng)速度等優(yōu)勢。

同時，當(dāng)自動駕駛功能等級邁向 L4 級及以上時，車輛的行駛將完全脫離人工干預(yù)，也即整車執(zhí)行系統(tǒng)不再具備駕駛員作為安全冗余。因此，為保證整車在無人駕駛過程中的安全性，高階自動駕駛車輛在執(zhí)行層的設(shè)計中，需要在制動、轉(zhuǎn)向等關(guān)鍵執(zhí)行環(huán)節(jié)實現(xiàn)雙重甚至多重冗余。而考慮到車內(nèi)空間、信號傳導(dǎo)機制、響應(yīng)精度等因素，以線控結(jié)構(gòu)替代機械式結(jié)構(gòu)則是實現(xiàn)執(zhí)行器多重安全冗余的必要條件。

線控底盤——自動駕駛必備黑科技

傳統(tǒng)汽車的底盤主要由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四部分組成，除了支撐汽車的發(fā)動機及其他零部件外，還具有接收駕駛員的操作指令，使汽車實現(xiàn)行駛、轉(zhuǎn)向以及制動等功能，是燃油車的重要組成部分。其中，傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系以及制動系四部分相互連通、相輔相成，共同構(gòu)成了汽車底盤，也構(gòu)成了線控底盤技術(shù)的基礎(chǔ)。

機械傳動系和行駛系的組成部分

線控底盤的核心特點在于可實現(xiàn)“人機解耦”，同時具備高精度、高安全性、高響應(yīng)速度等優(yōu)勢。整體而言，線控底盤實際是對汽車底盤信號的傳導(dǎo)機制進行線控改造，以電信號傳導(dǎo)替代機械信號傳導(dǎo)，從而使其更加適用于自動駕駛車輛。

其具體傳導(dǎo)過程是將駕駛員的操作命令傳輸給電子控制器，再由電子控制器將信號傳輸給相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，最終由執(zhí)行機構(gòu)完成汽車的轉(zhuǎn)向、制動、驅(qū)動等各項功能。在此過程中，由于線控結(jié)構(gòu)替代了方向盤、剎車踏板與底盤之間的機械連接，因而此前將由人力直接控制的整體式機械系統(tǒng)亦變成了操作端和設(shè)備端相互獨立的兩部分，并且設(shè)備端不僅可以由人傳遞的信號操作，也能由其它來源的電信號操作，從而實現(xiàn)“人機解耦”。

此外，由于線控結(jié)構(gòu)之下操作單元和執(zhí)行單元之間不存在機械能量的傳遞，因此其響應(yīng)時間將大大縮短、精度將大幅提升。同時，執(zhí)行單元使用外來能源執(zhí)行操作命令，其執(zhí)行過程和結(jié)果受電子控制器的監(jiān)測和控制，也有利于在遇到緊急工況時保證駕駛員和乘客的安全，因此線控底盤亦具有高安全性的特點。

分拆結(jié)構(gòu)來看，線控底盤由線控換擋、線控油門、線控懸架、線控轉(zhuǎn)向、線控制動五大環(huán)節(jié)組成。其中，線控油門及線控換擋由于技術(shù)難度較低、已于上世紀(jì) 90 年代初開始逐步量產(chǎn)上車，且當(dāng)前滲透率已相對較高（定速巡航即為線控油門的基礎(chǔ)應(yīng)用之一）。相較而言，線控懸架、轉(zhuǎn)向及制動系統(tǒng)，受制于高昂技術(shù)壁壘及上車成本，目前整體仍處于量產(chǎn)的初期階段。根據(jù)我們測算，當(dāng)前線控制動滲透率僅為 3%左右、線控懸架滲透率不足 3%、線控轉(zhuǎn)向幾乎尚未實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。

線控底盤構(gòu)成

基于線控底盤“人機解耦、高精度、高安全性”等特點，線控底盤將為實現(xiàn)高階自動駕駛的必要條件，未來有望逐步取代機械式底盤。自動駕駛功能的實現(xiàn)依賴于感知層、決策層和執(zhí)行層三部分的協(xié)調(diào)配合。當(dāng)自動駕駛發(fā)展進程由低階邁向高階的過程中，不僅僅需要感知層傳感器、決策層主控芯片及算法等的持續(xù)升級，對于執(zhí)行層性能亦將有著更高的要求。

相較于傳統(tǒng)機械式底盤，由電信號控制的線控底盤則在響應(yīng)速度、精度等方面具備更強的優(yōu)勢。同時，當(dāng)自動駕駛功能等級邁向 L4 級及以上時，車輛的行駛將完全脫離人工干預(yù)，也即整車執(zhí)行系統(tǒng)不再具備駕駛員作為安全冗余。因此，為保證整車在無人駕駛過程中的安全性，高階自動駕駛車輛在執(zhí)行層的設(shè)計中，需要在制動、轉(zhuǎn)向等關(guān)鍵執(zhí)行環(huán)節(jié)實現(xiàn)雙重甚至多重冗余。而考慮到車內(nèi)空間、信號傳導(dǎo)機制、響應(yīng)精度等因素，以線控結(jié)構(gòu)替代機械式結(jié)構(gòu)則是實現(xiàn)執(zhí)行器多重安全冗余的必要條件。

配合智能汽車三電系統(tǒng)、軟硬件架構(gòu)的升級，滑板底盤或為線控底盤發(fā)展的最終產(chǎn)品形態(tài)?；宓妆P的概念最早于 2002 年由通用汽車提出，并率先融合到一臺名為 Hy-wire 的概念車上。其核心理念在于實現(xiàn)“上下車體解耦+底盤高度集成化”，進而推動車身與底盤的獨立開發(fā)、獨立迭代，并由此加速研發(fā)周期和效率、降低研發(fā)成本。

線控制動——線控底盤增速最快部件

制動技術(shù)在保障汽車的流暢操控以及安全上發(fā)揮著決定性的作用，并隨著工業(yè)技術(shù)的變革以及汽車行業(yè)的發(fā)展持續(xù)進化。整體來看，制動系統(tǒng)主要由供能裝置、控制裝置、傳動裝置和制動器四部分組成。從汽車制動系統(tǒng)的升級趨勢來看，本質(zhì)是即是對供能、控制、傳動裝置電子化升級的過程。

制動技術(shù)的發(fā)展本質(zhì)是對供能、控制、傳動裝置的電子化升級

后機械式制動時代，氣體/液體壓力制動成為了傳統(tǒng)汽車制動系統(tǒng)的核心解決方案。壓力制動包含氣壓制動和液壓制動兩種，其中氣壓制動反應(yīng)慢、制動力大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常應(yīng)用于重卡、貨車等；液壓制動反應(yīng)更為靈敏、制動力小、結(jié)構(gòu)靈活不受管路限制，通常應(yīng)用于乘用車之中。早在上世紀(jì) 30 年代，Duesenberg Eight 車率先使用了轎車液壓制動器。而通用和福特分別于 1934 年和 1939 年采用了液壓制動技術(shù)。后續(xù)歷經(jīng)多次迭代，到 20 世紀(jì) 50 年代，液壓助力制動器已開始規(guī)?；慨a(chǎn)上車，成為后機械式制動時代的主流制動方案。

以一輛配備液壓制動系統(tǒng)的乘用車為例：其制動系統(tǒng)主要包括制動踏板、真空助力器、制動液、制動油管、制動主缸、制動輪缸以及車輪制動器，當(dāng)駕駛員踩住制動踏板時發(fā)生作用力，推動真空助力器的后腔進氣控制閥打開，隨即后腔充氣使壓力大于前腔形成壓力差，從而將制動力放大形成對制動主缸推桿向前的推力，推動制動主缸內(nèi)的液體進入制動管路形成車輪制動力，由此車輪制動器得以執(zhí)行制動操作。

此外，隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，人們以液壓制動系統(tǒng)為基礎(chǔ)，增加了很多制動輔助系統(tǒng)，例如制動防抱死系統(tǒng)（ABS、1978 年博世首發(fā)）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS、1986 年博世首發(fā)）、穩(wěn)定性控制系統(tǒng)（VDC、1992 年博世首發(fā)，并推出同時集成 ABS/TCS/VDC 功能的劃時代產(chǎn)品 ESP）、自動駐車功能（AUTOHOLD）、陡坡緩降控制（HDC）、剎車優(yōu)先系統(tǒng)（BOS）等，均是在原液壓制動系統(tǒng)中增設(shè)一套液壓控制裝置，控制制動管路中容積的增減，以控制制動壓力的變化適用于不同場景。

液壓制動系統(tǒng)工作示意圖

而在新能源汽車時代，由于車內(nèi)失去了由發(fā)動機產(chǎn)生的真空壓力來源，倒逼制動系統(tǒng)再次改造升級。目前針對此問題主要有兩種解決方案，分別為電子真空泵（EVP）方案和線控制動方案（EMB/EHB）：

（1）EVP 方案：即是在原有液壓制動的真空助力器基礎(chǔ)上增加電子真空泵，通過真空傳感器監(jiān)測增壓器中真空的變化，可以為助力器提供穩(wěn)定的真空源。另外 EVP 采用了壓電材料作為動力裝置，完全摒棄了傳統(tǒng)的電動機驅(qū)動模式，從控制到驅(qū)動實現(xiàn)了電子化，并且對原車底盤改動較小，可以幫助快速將燃油車平臺改為電動平臺，因此在新能源滲透率加速提升的初期，EVP 方案得以快速應(yīng)用。

（2）線控制動方案：相較于傳統(tǒng)的液壓制動，線控制動以電子助力器替代了真空助力、以導(dǎo)線替代液壓/氣壓管路。其工作原理為通過油門踏板傳感器將駕駛?cè)藢嶋H操作轉(zhuǎn)變成電信號傳遞給 ECU，ECU 對傳輸來的相關(guān)指令實施綜合計算（傳感器監(jiān)測油門踏板的行程和力，車速傳感器判斷汽車是否處于正常減速中），若判定為正常動作則將信號再次傳遞給制動執(zhí)行器，最終實現(xiàn)制動。

線控制動以電子助力器替代真空助力、以導(dǎo)線替代管路

線控制動為新能源汽車的最優(yōu)解，已逐步開始規(guī)模化量產(chǎn)上車。增加 EVP 方案雖然可以解決真空源缺失的問題，但是由于 EVP 仍存在壽命較短、易受環(huán)境影響，且能量的回收效率較低等問題，因而也難以成為未來新能源汽車制動系統(tǒng)的核心解決方案。而線控制動方案以電子助力器取代真空助力直接建壓，無需消耗能量建立真空源，可以有效解決新能源汽車真空源缺失的問題；另一方面，由于其利用電信號控制電機，一定程度上可以減少能量損失、提升響應(yīng)速度，從而可以提升能量利用率，進一步提高新能源汽車的續(xù)航能力。

因此，隨著近年來國內(nèi)新能源汽車滲透率加速提升，頭部主機廠已逐步開始在新能源車型上規(guī)?；慨a(chǎn)線控制動系統(tǒng)。例如比亞迪漢系列是國內(nèi)首款搭載博世 IPB 的量產(chǎn)新能源車型，蔚來的 EC6、EC8，小鵬 P7 以及理想 ONE 均搭載了博世供應(yīng)的 iBooster2.0 線控制動系統(tǒng)，北汽新能源EC3 也搭載了國內(nèi)供應(yīng)商拿森科技生產(chǎn)的 N-booster 系統(tǒng)。根據(jù)高工智能汽車研究院監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2021 年中國市場（不含進出口）乘用車前裝標(biāo)配線控制動系統(tǒng)上險量為 306.75 萬輛，同比增長 58.06%，前裝搭載率為 15.04%。

進一步分析線控制動系統(tǒng)，可根據(jù)有無液壓后備分為 EHB 電子液壓制動和 EMB 電子機械制動。其中，EHB 實現(xiàn)難度較低，僅用電子元件替代傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中的部分機械元件，保留傳統(tǒng)的液壓管路，當(dāng)線控系統(tǒng)失效時備用閥打開即可變成傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)，因此也可理解為線控制動系統(tǒng)發(fā)展的第一階段。同時，EHB 具體又可分為 One-Box 和 Two-Box 兩種。具體區(qū)別在于 One-Box 方案以一個 ECU 同時集成了 ESC（汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)）和助力器功能，而 Two-Box 方案則需對助力器和 ESC 單元的關(guān)系進行協(xié)調(diào)。

線控制動系統(tǒng)的類別劃分

EHB 部分結(jié)構(gòu)以電子元件替代，可有效提升響應(yīng)速度及精度。包括制動踏板單元、液壓制動控制單元、執(zhí)行元件三部分。其中，制動踏板單元是對傳統(tǒng)桿機械連接踏板的升級，主要由制動踏板和踏板傳感器組成，會模擬傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的感覺和行為并給予駕駛員反饋，同時傳遞駕駛員踩下制動踏板的力度和速度信息。

核心的液壓制動控制單元，我們以博世的iBooster2.0 為例（搭配博世 ESP 為 Two-box 方案），其具體工作原理為：當(dāng)踏板接口產(chǎn)生位移，踏板行程傳感器將探測到的位移信號傳遞至電控單元，電控單元計算出電機應(yīng)產(chǎn)生的扭矩，再由傳動裝置將該扭矩轉(zhuǎn)化為助力器閥體的伺服制動力，隨即與源踏板動力共同在制動主缸中轉(zhuǎn)化為制動液壓力，最終驅(qū)動執(zhí)行元件（卡鉗等）實現(xiàn)制動。同時，當(dāng)線控系統(tǒng)回路失效時，備用閥打開、制動踏板的液壓管路與應(yīng)急制動管路連通，制動系統(tǒng)整體轉(zhuǎn)為傳統(tǒng)液壓制動。

EHB 工作原理結(jié)構(gòu)圖

此外，線控制動由于可實現(xiàn)能量回收的特性，成為新能源車的重要配置。在電動車的制動過程中，制動力矩來源包括兩方面：摩擦片所產(chǎn)生的機械制動力、電機提供負扭矩通過傳動軸來實現(xiàn)減速的電制動力。

其中，電制動力本質(zhì)原理是在電動車制動過程中，電機的電流被切斷，電機減速（也即反向旋轉(zhuǎn)）所產(chǎn)生逆向電動勢能。此時的電機亦可認(rèn)為起到了發(fā)電機的作用，將逆向電動勢能通過傳動軸回傳到蓄電池中，由此實現(xiàn)電能能量回收。理論上而言，在制動過程中電制動力的占比越多，能量回收的效率就越好（因為摩擦制動最終會以熱能的方式釋放、無法回收）。

因此，目前根據(jù)電制動力和機械制動力搭配策略的不同，能量回收策略可分為疊加式（串聯(lián)式）和協(xié)調(diào)式（并聯(lián)式）兩種：（1）疊加式：踩下制動踏板，直接開始液壓制動、電機制動疊加在基礎(chǔ)制動上。（2）協(xié)調(diào)式：踩下制動踏板，控制器通過行程傳感器對當(dāng)前踏角度和角速度推測駕駛員的制動需求，并計算所需的制動力，然后由電機作為主要扭矩提供源，液壓制動作為制動力矩不足的補償。從而提高制動的占比，進而增加能量回收。

以博世的協(xié)調(diào)式線控制動方案為例，當(dāng)所需減速度小于 0.3g 的情況下，由駕駛員腳部傳遞至制動系統(tǒng)的液壓容積暫時保存在低壓蓄能器內(nèi)，制動系統(tǒng)不產(chǎn)生制動扭矩，制動力由電機反轉(zhuǎn)提供；當(dāng)所需減速度超過 0.3g，低壓蓄壓器中的可用容積轉(zhuǎn)移至車輪制動器，液壓制動對電機反轉(zhuǎn)制動進行補償，制動系統(tǒng)協(xié)同能量回收系統(tǒng)一起提供制動力矩。因此，每次剎車 ibooster 可實現(xiàn)最高 0.3g 減速度的能量回收，在制動頻繁的城市路況下，續(xù)航里程增加 10%-20%。

線控制動協(xié)調(diào)式（并聯(lián)式）能量回收邏輯

短期內(nèi) Two-Box 方案占據(jù)主流，長期看 One-Box 將為確定性趨勢。上文所提到的博世iBooster2.0+ESP 即為典型的 EHB Two-Box 技術(shù)方案，iBooster2.0 與 ESP 為兩個相連且獨立的 ECU，當(dāng) iBooster2.0 失效時、ESP 系統(tǒng)會接管并提供制動助力；與 ESP hev 系統(tǒng)組合使用時可實現(xiàn)最高達 0.3g 減速度的能量回收。已經(jīng)得到驗證的是，受益于 iBooster 本身強大的助力能力、電控化的半解耦控制方式、以及的天生雙冗余安全備份，在智能汽車行業(yè)發(fā)展初期得以快速推廣。

目前，特斯拉全系、吉利領(lǐng)克、蔚來、小鵬等眾多主機廠均采用以上方案。而 EHB One-box 與前者相比，減少了 1 個 ECU 與 1 個制動單元，將 EHB Two-box 中的iBooster 2.0 和 ESP 集成起來（也即博世于 2019 年推出的 IPB 產(chǎn)品），最顯著的優(yōu)勢即在于節(jié)約空間的同時實現(xiàn)了高度集成化和低成本。

此外，與 Two-box 需結(jié)合踏板輸入力與電機助力不同，One-box 提供的制動力全部來自電機、沒有疊加駕駛員提供的制動力，實現(xiàn)了踏板與制動助力系統(tǒng)的完全解耦，從而理論上可以通過軟件調(diào)校出任何想要的踏板力或行程對應(yīng)的減速度關(guān)系，是汽車智能化時代背景下的確定趨勢。

不過，當(dāng)前 One-box 仍然受限于智能汽車整體軟硬件技術(shù)瓶頸，需要供應(yīng)商在 ABS/ESC 集成、控制算法開發(fā)、電機控制參數(shù)標(biāo)的等多方面有所積淀，且在面向自動駕駛領(lǐng)域時仍需外掛 ESP/RBU 作為安全備份，均需滿足ASIL-D 安全功能等級。（Two-box 在面向高階自動駕駛時僅需做 ESP 中 IMU 冗余）目前，國內(nèi)已有比亞迪、奇瑞、吉利等主機廠相繼開始搭載 One-box 線控制動。

EMB（電子機械制動）實際是在 EHB 的基礎(chǔ)上進一步簡化傳統(tǒng)制動結(jié)構(gòu)，直接取消了制動主缸與液壓管路，將電機直接集成在制動器之上（以盤式制動器為基體），且經(jīng)過傳動裝置使電機直接驅(qū)動制動鉗實現(xiàn)制動。由于 EHB 特殊的物理結(jié)構(gòu)，理論上在傳動過程中將實現(xiàn)零阻力，具有更高能量回收效率、更低產(chǎn)品重量、更高響應(yīng)速度等優(yōu)勢。不過，受限于高企的開發(fā)成本與技術(shù)難度，EMB 仍存在眾多問題難以攻克，短期內(nèi)無法實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)。

例如，由于當(dāng)前電制動系統(tǒng)的抗干擾能力較差，當(dāng)車輛剎車時制動模塊溫度大幅提升，電機的磁性將在高溫下明顯下降，因此工作環(huán)境明顯受限；由于 EMB 系統(tǒng)必須集成在輪轂之上，而輪轂有限的體積決定了電機的體積只能相對較小，也即功率無法提供充沛的剎車功率，并且對輸入電壓也存在更高的要求。此外，面向 L3 以上的高階自動駕駛領(lǐng)域時，EMB 失效后無法有類似 EHB的冗余結(jié)構(gòu)頂替，因此其發(fā)展還必須解決系統(tǒng)的容錯性和安全冗余等問題。根據(jù)現(xiàn)有主機廠及 Tier1 研發(fā)進度，我們預(yù)計 EMB方案最早將于 2024 年前后開始實現(xiàn)量產(chǎn)。

EMB 工作原理圖示

線控制動行業(yè)發(fā)展初期，海外頭部 Tier1 憑借在傳統(tǒng)制動領(lǐng)域的技術(shù)積淀及先發(fā)優(yōu)勢占據(jù)著?全球絕大數(shù)市場份額。線控制動仍處于發(fā)展初期階段，歷史上在制動系統(tǒng)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的國外的傳統(tǒng) Tier 1 巨頭如博世、大陸、采埃孚等具有先發(fā)優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢，尤其博世等在相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)上做到嚴(yán)格保密。目前，博世、大陸、采埃孚都實現(xiàn)了 EHB 方案的量產(chǎn)。

博世最早于 2013 年量產(chǎn)的明星產(chǎn)品 iBooster 系列，已經(jīng)為保時捷、上汽大眾新能源產(chǎn)品、特斯拉全系、榮威 Marvel X、理想 ONE、領(lǐng)克 01/03、蔚來全系、小鵬 P7/G3 等車型廣泛配套。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020 年全球線控制動系統(tǒng)份額有 65%均由博世占據(jù)，貢獻了EHB Two-box 方案的主要份額。

國內(nèi)以伯特利為代表的供應(yīng)商正積極布局，未來有望伴隨自主品牌崛起持續(xù)實現(xiàn)份額擴張。國內(nèi)的線控制動廠商主要有伯特利、亞太股份和拿森科技。其中伯特利是國內(nèi)線控制動龍頭廠商，其具有成熟完整的 ABS、ESP、EPB 技術(shù)，且已于 2021 年量產(chǎn) WCBS（One-Box）制動系統(tǒng)，為奇瑞、吉利等自主車企配套，涵蓋了純電轎車、純電 SUV、燃油 SUV、燃油越野 SUV，是國內(nèi)第一家實現(xiàn) One-Box 方案量產(chǎn)的供應(yīng)商。

國內(nèi)的其他廠商如拿森也采用了自主開發(fā)的 N-Booster 智能制動和穩(wěn)定控制系統(tǒng)，共同組成了應(yīng)對未來 L3、L4 的高度自動駕駛的線控制動解決方案，為北汽新能源、比亞迪、長安、 上汽、大眾、尼桑等主機廠配套。與此同時，拓普集團、亞太股份等國內(nèi)供應(yīng)商也均在加速布局線控制動，根據(jù)拓普集團 2022年半年度報告，公司 IBS（One-box）制動系統(tǒng)已獲得國內(nèi)主機廠定點。

EHB One-box，Two-Box 量產(chǎn)時間和配套車型

預(yù)計到 2025 年國內(nèi)線控制動市場空間將達到 206 億元。以我們此前發(fā)布的報告《汽車整車行業(yè)投資策略：技術(shù)路線、格局、盈利、競爭、車企》為乘用車銷量預(yù)測基礎(chǔ)。同時，根據(jù)佐思車研數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2022 年 1-5 月，國內(nèi)乘用車線控制動裝配量達到 95.7 萬套、滲透率已超過 13.7%。

預(yù)計線控制動在新能源車中的滲透率將快速增長，到 2025 年將達到 90%（新能源車存在能量回收的需求，這將加速線控制動在新能源車中的滲透）。而在燃油車中線控制動的滲透率增長相對較慢，預(yù)計 2025 年將達到 10%（以每年 2~3%的滲透率增幅線性外推）。最后，我們以 2019 年線控制動單車價值量 2000 元計算，給予 5%年降比例，預(yù)計 2025 年我國線控制動市場總體的空間將達到 206 億元。

線控懸架——線控底盤價值量最高部件

搭載空氣彈簧+可變阻尼減震器的主動式空氣懸掛系統(tǒng)將為汽車懸掛系統(tǒng)的確定性替代方向。汽車懸掛系統(tǒng)的核心部件包含彈性元件、減震器、導(dǎo)向機構(gòu)三大部分。（1）彈性元件：包括傳統(tǒng)螺旋彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧等，主要作用是支撐車身、并緩沖路面起伏對于車身的沖擊。

（2）減震器：根據(jù)是否可調(diào)節(jié)阻尼度（也即通常所說懸掛的軟硬）可分為普通減震器和可變阻尼減震器，主要作用是對彈性元件產(chǎn)生阻尼，從而控制車身彈跳的頻率（若只有彈簧而沒有減震器，汽車在行經(jīng)顛簸路面時，車身將會來回彈跳多次）。其中，可變阻尼減震器根據(jù)阻尼調(diào)節(jié)原理的不同可分為 CDC 型筒間流量調(diào)節(jié)減震器、FSD 型活塞流量調(diào)節(jié)減震器、MRC 型電磁感應(yīng)油液粘稠減震器（調(diào)節(jié)靈敏度及成本依次提升）。

（3）導(dǎo)向機構(gòu)：由控制臂和推力桿組成，主要作用為決定車輪相對車架（或車身）的運動關(guān)系。而根據(jù)控制臂與推力桿布置的不同，又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式、麥弗遜式等。理論上講，以上懸掛系統(tǒng)的三大部件的具體種類可自由搭配組合，但基于性價比、舒適度、靈敏度等多方面因素考慮，搭載空氣彈簧+可變阻尼減震器的主動式空氣懸掛系統(tǒng)將為確定性的替代方向。

線控懸架又稱電控懸架/主動懸架，實際是以空氣懸架為基礎(chǔ)，進一步增加傳感器和電控系統(tǒng)，根據(jù)道路實際情況主動調(diào)節(jié)懸架的高度、剛度和阻尼，以實現(xiàn)行車/駐車姿態(tài)的精細化控制系統(tǒng)、提升駕駛舒適度。傳統(tǒng)空氣懸架通過機械式高度調(diào)節(jié)閥的開啟調(diào)節(jié)氣囊的充放氣，從而保持車輛恒定的行駛高度。而線控空氣懸架系統(tǒng)則采用高度傳感器和電磁閥來代替機械式高度調(diào)節(jié)閥，電控單元根據(jù)載荷、路況和車輛運行工況等信號，控制氣路系統(tǒng)中的電磁閥或步進電機等執(zhí)行元件，進而對車身高度進行控制，以抑制車輛急加速和制動時產(chǎn)生的俯仰運動和轉(zhuǎn)向時產(chǎn)生的側(cè)傾運動，保持車身姿態(tài)平衡。

以理想 L9 所搭載的“魔毯”空氣懸架為例，其中 CDC 減振器控制算法會根據(jù)包含輪端加速度傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角、油門狀態(tài)、ABS 狀態(tài)、攝像頭等在內(nèi)的超過 15 個傳感器的信號，實時地調(diào)整減振器阻尼。而奔馳的“魔毯”懸架系統(tǒng)采用類似邏輯原理，則通過車頂?shù)睦走_對前方路面凸凹度進行錄入，錄入的信息會和當(dāng)時的車速一同經(jīng)過懸架控制單元預(yù)置算法計算處理，之后 ECU 會對各個懸架的剛度和阻尼比進行調(diào)節(jié)（空氣彈簧調(diào)節(jié)剛度，普通懸架調(diào)節(jié)減震器阻尼比），最終實現(xiàn)車身始終水平的目的?？梢钥吹剑谥T多傳感器的配合之下，傳統(tǒng)空氣懸架系統(tǒng)將更加智能化，面向爬坡、涉水、運動、上下車等不同場景均具備不同的懸架調(diào)整策略，適度的調(diào)節(jié)底盤高度和懸架硬度，從而進一步提升駕駛的舒適性。

目前，絕大多數(shù)空氣懸架已為電控空懸，但由于其懸掛結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂且需要與自動駕駛系統(tǒng)進一步協(xié)調(diào)配合，因而目前在乘用車中滲透率仍然較低。

（1）從技術(shù)層面而言：如前文所述，電控空氣懸架最大的特點即是在減震器環(huán)節(jié)采用主動減震器，能夠通過汽車 ECU獲得傳感器信號，從而實時改變阻尼。而電控減震器的閥系結(jié)構(gòu)、控制單元算法調(diào)教等均存在較大難度。線控懸架除空氣懸架自身缺點外，還受制于自動駕駛相關(guān)技術(shù)的掣肘。例如攝像頭對路面地形的識別能力（感知算法能力）、以及在雨天或霧天因折射等因素使得傳感器失效，進而導(dǎo)致線控懸架系統(tǒng)整體失靈。

（2）從成本層面而言：進口電控懸架系統(tǒng)普遍在 15000元以上，其中單車配備的四根空氣彈簧和配合使用的可變阻尼電子減震器的價值量達到5000-6000 元。因此，目前線控空氣懸掛在乘用車中滲透率仍然較低，基本搭載于 30 萬元以上車型，且多為選配。

國內(nèi)車企搭載空氣懸架車型及價格

線控轉(zhuǎn)向——高階自動駕駛技術(shù)基石

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的發(fā)展歷程可以理解為方向盤與轉(zhuǎn)向機構(gòu)逐漸解耦的過程。早期的機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是由轉(zhuǎn)向操縱機構(gòu)、轉(zhuǎn)向器和轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)成，由駕駛員驅(qū)動轉(zhuǎn)向盤之后完成轉(zhuǎn)向。由于機械轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向傳動比為 1：1，因此駕駛員負擔(dān)重且存在安全隱患。上世紀(jì) 50 年代出現(xiàn)了液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以發(fā)動機作為驅(qū)動帶動轉(zhuǎn)向泵，利用轉(zhuǎn)向器放大駕駛員施加的力并改變傳遞方向。

在隨后 30 年間，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要以液壓動力為主，其具有高穩(wěn)定性、高精準(zhǔn)度、低成本的優(yōu)點，但是缺點在于能耗較高，且在高速行駛時不能做到高穩(wěn)定性。隨后在 1983 年，日本 Koyo公司推出了電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，是在液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增液壓反應(yīng)裝置、液流分配閥、動力轉(zhuǎn)向 ECU、電磁閥和車速傳感器等電機電控部件，以電動機驅(qū)動轉(zhuǎn)向泵、利用ECU 根據(jù)車速調(diào)節(jié)助力大小，但是缺點在于復(fù)雜的設(shè)計結(jié)構(gòu)也帶來了過高成本。

1988 年，日本 Suzuki 公司首先在小型轎車上配備轉(zhuǎn)向柱，是電動轉(zhuǎn)向在汽車上應(yīng)用的開端。電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兼具低成本以及低能耗的特點，并且使方向盤與轉(zhuǎn)向機構(gòu)之間實現(xiàn)了完全解耦。由此轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也完成了由機械到電控的升級。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展歷程

目前市場主流的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以四類 EPS 電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為主，在新能源領(lǐng)域滲透率已接近 100%。由于 HPS 和 EHPS 存在功耗高以及液壓油泄漏等問題，不符合國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，因此近年來市場上的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已基本全部被電動助力的 EPS 取代。

根據(jù)佐思汽研數(shù)據(jù)，2016-2020 年EPS 在中國乘用車市場的滲透率已從 80.1%逐年上升至 96.4%，其中 2020 年 EPS 在新能源乘用車市場份額已經(jīng)占到 99.91%。根據(jù)電機和 ECU 布局位置的不同，目前市場上主要有三大類 EPS 產(chǎn)品，分別為 C-EPS（轉(zhuǎn)向軸/管柱式）、P-EPS（齒輪式）、R-EPS（齒條式）。

除此之外，目前還有一種常見的轉(zhuǎn)型系統(tǒng)為 DP-EPS，與 R-EPS 類似均屬于齒條式助力系統(tǒng)，但兩者的傳動原理不同，DP 采用的是與前兩者類似的蝸輪蝸桿，而 R-EPS 采用的是更加緊密的循環(huán)球式助力（亦稱為滾珠絲桿）。理論上而言，在電機本身性能一定的前提下，當(dāng)電機越靠近轉(zhuǎn)向器時，轉(zhuǎn)向助力越大、傳動效率越高、噪音越小、電機波動對手感影響 越 小 、 成 本 及 開 發(fā) 難 度 越 高 ， 因 此 在 性 能 上 和 傳 遞 效 率 上 依 次 為C-EPS

但在實際應(yīng)用中主機廠需綜合考慮車輛重量、成本等多方面因素，一般在 A 級或 B 級車上采用 C-EPS（如五菱宏觀 mini、哈弗 H6 等）、在 C 級或D 級車上采用 P-EPS（如本田雅閣等）、在中大型 SUV 或轎跑上采用 DP-EPS 或 R-EPS（如奔馳 GLA 采用 DP-EPS，雷克薩斯 LX570、保時捷 911 采用 R-EPS 等）。

根據(jù)電機/ECU布局位置的不同，EPS 可分為轉(zhuǎn)向軸式、齒輪式、齒條式三大類

線控轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)了方向盤與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之間的物理解耦，可滿足高階自動駕駛的同時兼具舒適性、輕量化等優(yōu)勢。線控轉(zhuǎn)向的結(jié)構(gòu)可理解為在 R-EPS 的基礎(chǔ)上取消了管柱與轉(zhuǎn)向器之間的機械連接（中間傳動軸），通過各種傳感器獲得方向盤的轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，然后 ECU 將其計算為具體的轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)，結(jié)合車速及車輛行駛狀態(tài)來對轉(zhuǎn)向電機進行控制實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。此外，線控轉(zhuǎn)向還將標(biāo)配路感模擬器和電調(diào)轉(zhuǎn)向管柱。

其中，路感模擬器即利用電機人為的進行路感模擬，給予駕駛員一定的路感反饋；而電調(diào)轉(zhuǎn)向管柱實際是在線控的前提下，幫助駕駛員大距離調(diào)節(jié)方向盤位置?？梢钥吹?，線控轉(zhuǎn)向最大的特點即在于實現(xiàn)了方向盤與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之間的物理解耦，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)完全通過電信號傳輸控制指令，轉(zhuǎn)向機構(gòu)與駕駛員之間無直接的物理力矩傳輸路徑。因此，理論上可通過軟件算法的調(diào)試，任意調(diào)節(jié)傳動比、任意調(diào)節(jié)路感反饋、任意收縮方向盤位置等。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)落地難度大，安全性+算法優(yōu)化成為核心難點。目前市場上唯一實現(xiàn)量產(chǎn)的車型是 2013 年英菲尼迪 Q50L，其使用了配備保留機械連接冗余的線控轉(zhuǎn)向。Q50L 的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下，方向盤和轉(zhuǎn)向器之間沒有機械連接，完全靠電信號實現(xiàn)控制和路感的模擬，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時下，通過離合器，將線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)變?yōu)橐粋€機械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，實現(xiàn)了對于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的冗余。但是由于保留機械連接冗余的線控轉(zhuǎn)向并不能稱之為完全意義上的線控轉(zhuǎn)向技術(shù)。

總結(jié)而言，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的規(guī)?；慨a(chǎn)仍然面臨著以下幾方面技術(shù)難點：

（1）電子器件的冗余安全問題，由于方向盤和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)之間失去了機械連接，一旦轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)故障或失靈，那么汽車將無法轉(zhuǎn)向并處于失控狀態(tài)，這會帶來極大的安全問題。因此目前在 L3 級別自動駕駛以上，車機內(nèi)的 ECU、傳感器和電機等軟硬件層面都需要做冗余安全處理或多重的冗余備份。

（2）路感電機控制算法優(yōu)化。由于方向盤和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)失去機械連接，因此也缺失了輪胎的真實狀態(tài)，所以很難通過一些參數(shù)去模擬路感。目前線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的路感反饋主要通過動力學(xué)模型計算和參數(shù)擬合兩種方式模擬生成轉(zhuǎn)向阻力矩。一般情況下，在測算出目標(biāo)力矩時，會傳遞給 PID 控制器，PID 控制器再將參數(shù)傳遞給路感電機，路感電機再將阻力矩傳遞給減速機構(gòu)。

其中 PID 控制器最主要的問題是參數(shù)設(shè)定，在調(diào)整 PID 參數(shù)時，往往依靠專家經(jīng)驗以及試湊的方法，不僅費時且不能保證獲得最佳的性能。目前主流的解決方案是以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或粒子群算法優(yōu)化 PID 控制器，控制路感電機，模擬產(chǎn)生轉(zhuǎn)向阻力矩，使駕駛員獲得“路感”，但仍需要較長的優(yōu)化過程。

（3）與自動駕駛系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性問題。目前已相對成熟的線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行控制策略大多僅實現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力功能，尚無法滿足自動駕駛環(huán)境下線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行控制的要求。特別對于復(fù)雜的路況和交通環(huán)境下，需要研發(fā)自適應(yīng)和魯棒性強的線控轉(zhuǎn)向執(zhí)行算法，并且需要與其他（感知、底盤、動力等）自動駕駛控制子系統(tǒng)進行高度融合與協(xié)同，軟件算法的復(fù)雜度和可靠性是挑戰(zhàn)。

預(yù)計將在 2024 年左右開始實現(xiàn)商業(yè)化落地，早期供應(yīng)商仍以海外 Tier 1 為主。線控轉(zhuǎn)向技術(shù)建立在 EPS 技術(shù)之上，且芯片等核心零部件均由海外主機廠掌握，因此我們預(yù)計早期的市場份額仍然以博世、采埃孚等海外 Tier1 占據(jù)。根據(jù)高工智能汽車研究院數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2021 年國內(nèi) EPS 市場份額前五大供應(yīng)商分別為博世、NSK、采埃孚、JTEKT、豫北光洋，市占率分別為 18.82%、18.62%、17.51%、12.25%、8.48%。

根據(jù)各公司官方網(wǎng)站信息披露，舍弗勒、萬都、捷太格特、耐世特的線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品預(yù)計 2023 年實現(xiàn)量產(chǎn)，博世和大眾的線控轉(zhuǎn)向產(chǎn)品計劃 2024 年前后量產(chǎn)，PSA 計劃 2025 年前后實現(xiàn)量產(chǎn)。而國內(nèi)廠商由于切入較晚差距較大，多數(shù)企業(yè)正處于研發(fā)階段。2021 年，集度、蔚來、吉利成為線控轉(zhuǎn)向技術(shù)發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)化研究的聯(lián)合牽頭單位，將牽頭線控轉(zhuǎn)向相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的制定；長城汽車也推出了“智慧線控底盤”計劃，其中包括了支持 L4 級別自動駕駛的線控轉(zhuǎn)向技術(shù)，并預(yù)計 2023 年實現(xiàn)配套量產(chǎn)。

結(jié)語

作為智能駕駛的主要載體，汽車線控底盤技術(shù)將創(chuàng)造一個新的未來，未來高階自動駕駛將基于線控化的底盤來實現(xiàn)。目前，線控制動、線控懸架已經(jīng)開啟了快速滲透道路，線控轉(zhuǎn)向也即將迎來落地。

編輯：黃飛

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