前言
由车百会研究院理事长张永伟主编的《汽车AI革命:从产品变革到底层能力构建》,立足于汽车与人工智能深度融合的时代背景,通过“总括-产品-企业-要素-展望”五篇的系统性框架,深入剖析AI技术对汽车产业的全面影响。本书适合从事智能化汽车及其上下游产业的专业人士,以及科技和产业决策人员阅读,并为相关专业的学生及相关读者提供参考。
第三章:AI促进汽车智能化发展
汽车产业竞争重心正由“三电系统”主导的电动化,转向以智能座舱、智能驾驶、智能网联为核心的智能化。传统汽车零部件供应体系被重构,智能化增量零部件成为汽车产业链价值增长的核心载体。“增量零部件”指在智能化、网联化进程中新增或显著升级的硬件与软件模块,其单车价值量高、技术壁垒强、成长空间大,包括大算力芯片、传感器、AI大模型、智能座舱硬件、线控底盘等。
本章内容包括以下9个小节,车百智库将陆续推出。
1、感知零部件
2、计算平台
3、操作系统
4、线控底盘
5、辅助驾驶/自动驾驶解决方案
6、语音交互
7、车载应用软件
8、智能电池
9、智能车灯
线控底盘
线控底盘各部件发展进度不一,其中线控制动、线控转向和线控悬架是未来发展重点。线控底盘与传统底盘的系统架构相似,主要由线控油门、线控换挡、线控制动、线控转向和线控悬架组成。由于各子系统的运作原理与开发难度不同,五大线控部件处于不同的发展阶段。其中,线控油门技术成熟,现已基本成为标准配置,渗透率接近100%;线控换挡技术难度较小,主要用于燃油和混动车型,目前渗透率处于中等水平;线控制动技术当前主要有电子液压制动(Electro Hydraulic Brake,EHB)和电子机械制动(Electro Mechanical Brake,EMB)两种路线,其中EHB市场正处在快速发展阶段,EMB的技术与法规已逐步完善,正进入小规模量产阶段;线控转向安全性要求高,技术成熟度有待提升,目前仅有少量车型实现应用;线控悬架技术相对成熟,但受制于高成本,主要搭载于高端车型。
近年来,随着自主品牌向上突破以及核心部件国产化推进,搭载线控悬架的车型价格逐渐下探。对比而言,线控制动、线控转向和线控悬架是未来几年内最具发展前景及国产替代潜力的三大领域。
(1)线控制动
驻车制动系统正从机械拉索式向集成式电子驻车制动(Electronic Parking Brake, EPB)转变。EPB指利用电子控制方式实现驻车制动的技术,集成式EPB不仅能实现静态驻车、静态释放等基本功能,还可作为行车制动的冗余部分,在制动失效时介入行车制动。目前,EPB在乘用车上的装载率已达到较高水平。据相关数据,2023年我国乘用车新车前装标配搭载EPB的渗透率已超过87.8%,目前已在乘用车基本普及。虽然当前国内乘用车EPB约一半的市场份额仍主要被采埃孚、大陆、爱德克斯等外资企业占据,但国产化替代已取得一定突破。
线控行车制动系统根据建压模式可分为EHB和EMB。受智能电动汽车制动系统升级需求、技术成熟度等因素影响,目前电子液压制动(Electro-Hydraulic Brake,EHB)是线控制动中短期的主流技术路线。EHB通过电机驱动原有液压系统实现制动,根据集成度高低分为EHB Two-box和EHB One-box,其主要区别在于电子稳定性控制(Electronic Stability Control,ESC)系统是否与电子助力系统(eBooster)集成在一起。对于EHB Two-box,电子助力器与ESC分立,可满足一定条件下的冗余要求;制动踏板与制动轮缸之间的耦合程度分为非解耦和半解耦两种模式,能实现部分制动能量回收。对于EHB One-box,与EHB Two box相比集成度更高、轻量化程度更高,但若要满足较高的冗余安全要求则需要增加冗余制动单元(Redundant Brake Unit,RBU);制动踏板与制动轮缸是全解耦的,能够实现完全制动能量回收。
电子机械制动(Electromechanical Brake,EMB)则取消了原有液压系统,将电机直接集成在制动钳上,具有初始响应快、制动压力动态响应快、质量轻、集成度高等优点。强制性国家标准GB 21670—2025《乘用车制动系统技术要求及试验方法》将允许线控制动应用,国产EMB产品已通过验证,2026年有望成为EMB量产元年。
当前EHB市场整体发展较快,EHB One-box应用潜力正在显现。由于EHB Two-box产品灵活性更高,可兼容不同车型需求,率先实现了装车应用;而EHB One-box产品集成度高,在不考虑安全冗余的情况下,相比EHB Two-box产品成本更低,其装车应用正在逐步增多。根据相关统计数据,2024年中国市场(不含进出口)乘用车前装标配电子液压制动(EHB)交付新车1182.27万辆,同比增长44.46%,搭载率达51.58%。其中,One-Box方案EHB交付826.08万辆,同比增长74.04%;新能源车型90%以上搭载的均为One-Box方案。中国市场前装标配电子液压制动(EHB)的搭载量中,本土供应商贡献份额快速上升,2024年达到38.32%。
EMB有望进入规模化量产。随着2025年初采埃孚确立百万量级前装配套项目,EMB已突破概念验证阶段。国内底盘技术供应链的工程化进程同步加速,以坐标系、华申瑞利、京西集团等为代表的主流供应商均已通过多轮极端环境下的标定测试,产品成熟度显著提升。尽管应用前景广阔,但EMB要从技术示范跨越至大规模普及,仍需攻克冗余架构设计、极端工况耐久性及系统成本控制等工程难题。由于取消了传统液压备份,EMB系统必须构建高可靠性的双电源与双通信冗余架构,这也直接导致了硬件成本的上升。同时,作为涉及安全的高频执行部件,EMB必须满足百万次级别的制动耐久标准。尤其在性能车型中,轮边电机面临的耐高温与散热挑战更为严峻。未来,在制动系统市场,EMB将依托其更快的响应速度与更高的控制精度,率先在高端新能源及高性能车型中实现渗透。行业普遍预测,EMB技术将在未来一两年内迎来首个量产窗口期。
(2)线控转向
EPS是当前乘用车转向系统的主流技术路线。据相关数据统计,近年来我国乘用车市场EPS的渗透率已高达98%左右。根据助力电机装配位置的不同,EPS可分为转向管柱助力式(Column Electric Power Steering,CEPS)、小齿轮助力式(Pinion Assist Electric Power Steering,PEPS)、双小齿轮助力式(Double Pinion Electric Power Steering,DPEPS)、齿条助力式(Rack-Electric Power Steering,REPS)四种。其中,CEPS系统结构紧凑、制造成本低,适用于小型乘用车;PEPS在传动效率、成本等方面表现居中,适用于中型乘用车;DPEPS和REPS在传动效率、安全性等性能方面表现较好,适用于中大型乘用车。随着智能电动乘用车对转向性能要求的提升以及技术成熟带来的成本下降,高性能DPEPS和REPS的渗透率有望进一步提升。
线控转向(Steer-by-Wire,SBW)进一步以电信号取代转向管柱与转向齿条间的机械转向轴,实现系统快速响应、释放前舱空间,并解除方向盘与底盘间的耦合,从而适配L3级及以上智能驾驶需求。目前,该技术处于产业化初期,渗透率低于1%。
国内法规解除了对转向系统中方向盘和车轮物理耦合的限制。强制性国家标准GB 17675—2021《汽车转向系 基本要求》删除了“不得装用全动力转向机构”的规定(该规定见于1999年版的3.3条),从而解除了以往对转向系统方向盘和车轮物理耦合的限制,为国内线控转向产品的应用提供了基础条件。同时,该标准对全动力转向机构的失效情况做出了明确规定,以确保全动力转向机构的安全性。2025年12月,强制性国家标准GB 17675—2025《汽车转向系 基本要求》明确了线控转向技术的应用,并针对线控转向制定了功能安全要求。
关键零部件技术进步是线控转向系统发展的重要支持,当前线控转向系统布置呈多样性。线控转向系统主要由三部分构成:路感模拟模块、转向执行模块以及控制器与线束模块。路感模拟模块包括方向盘、路感反馈电机、扭杆、转矩转角传感器和蜗轮蜗杆减速器等;转向执行模块由转向执行电机、齿轮齿条减速器、齿条位置传感器和转向拉杆等组成;控制器及线束模块则包含路感反馈控制器、转向执行控制器、通信总线及相关传感器线束等。其中,各类传感器、控制器上的关键元器件、转向电机、减速机构等是线控转向系统的核心零部件,其技术水平决定了线控转向技术产业化应用的进展。
目前,线控转向系统的布置主要分为5类,包括单电机前轮转向、双电机前轮转向、双电机独立前轮转向、后轮主动转向和四轮独立转向。每种布置方式各有优缺点。综合来看,后轮主动转向、四轮独立转向等分布式转向系统更具灵活性,未来发展潜力较大。
领先的整车企业和零部件供应商纷纷布局线控转向,产业化进展呈现加快趋势。在整车企业方面,丰田、特斯拉、奥迪、长城、吉利等国内外领先车企均已开展线控转向的技术储备工作,并计划逐步将其应用于量产车型。2013年,英菲尼迪Q50成为全球首款量产搭载线控转向系统的乘用车;2021年,丰田在海外版bZ4X车型上提供线控转向系统作为选装配置;2023年底开始交付的特斯拉纯电动皮卡Cybertruck也将首次采用线控转向技术。蔚来ET9则成为国内首款量产配备线控转向功能的车型。长城、吉利、蔚来等自主车企也通过自主研发或与供应商合作等方式布局线控转向,并计划分步骤推动其在量产车上的应用。在供应商方面,经过多年积累,采埃孚、捷太格特、博世、耐世特等外资领先企业已达到量产准入阶段;国内供应商如赛伊斯、擎威、拓普、伯特利等也在积极进行研发布局,部分企业已完成样车的线控转向功能开发,线控转向有望迎来规模化应用。
(3)线控悬架
当前线控悬架产业中重点推广的主流方案是空气悬架。目前市面上主流的主动悬架主要有四种形式:连续阻尼控制(CDC)悬架、电磁悬架(MRC)、液压悬架和空气悬架。CDC悬架通过电磁阀控制减振器中阀门的开度以改变油液流速,进而调节阻尼大小。由于其成本较低、舒适性效果相对一般,在中端及中偏低端车型上应用较多。电磁悬架采用磁流变材料作为阻尼介质,并利用电磁反应改变材料状态,以调节悬架刚度和阻尼。由于其成本过高,目前仅在部分高端车型上应用。液压悬架主要由液压缸、液压泵和液压阀等组成,通过液压传动实现车辆对路面的适应性调节。当前,国外对液压悬架应用较多,而国内开发较为缓慢。空气悬架主要由空气弹簧、可变阻尼减振器、空气供给单元、ECU和传感器等组成。其中,空气弹簧是在柔性密封容器中充入压缩空气,利用气体的可压缩性实现弹性作用的非金属弹簧,具有优良的弹性特性。ECU可接收车辆高度、行驶速度和路况信号进行工况判断,通过自主充放气实现刚度和高度调节。空气悬架舒适性高、操控性好,是目前乘用车市场上主流的线控悬架,“空气弹簧+CDC减振器”是较为常用的搭配方案。
根据高工智能汽车研究院发布的数据,2024年中国市场(不含进出口)乘用车前装标配空气悬架交付新车82.46万辆,同比增长44.97%;2025年1至6月,中国市场(不含进出口)乘用车前装标配空气悬架系统交付50.24万辆,同比增长54.05%,继续保持高速增长态势。
空气悬架国产替代加速推进。空气悬架海外供应商多为大陆集团、威巴克、威伯科等老牌零部件集团,其技术积累深厚,产品范围覆盖空气弹簧、减振器、空气供给单元、ECU等关键部件,且具备量产经验和配套客户。这些供应商与外资车企,尤其是BBA等豪华品牌合作已久,在市场中占据重要地位。国内自主品牌车企在早期引入空气悬架时,也大多首选海外供应商,如蔚来ES8的空气弹簧、减振器等由大陆集团供应,极氪001的空气悬架由威巴克配套。由于外资厂商在开发资源和响应速度上难以满足井喷式的项目需求,而车企自身又缺乏相应的开发经验,这为相关配套的自主供应商提供了发展机遇。目前,国内供应商在空气悬架核心部件上已实现多点突破,空气弹簧、空气供给单元等部件正逐步走向国产化,且部分企业已掌握空气悬架总成的供应能力。例如,孔辉科技总出货量超过100万套,2025年1—6月国内市场占有率达到37.1%;保隆科技空气悬架产品矩阵完善,多数产品已获得OEM市场定点;自主供应商具备本土化的成本优势与响应速度优势,技术快速追赶,有望加速空气悬架国产替代进程。
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