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我国线控转向行业分析:规模化量产尚需时日 国家及企业加速进程

1、线控转向是实现高阶自动驾驶的关键性技术

根据观研报告网发布的《中国线控转向行业发展趋势研究与投资前景分析报告(2024-2031年)》显示,线控转向技术形态以电动助力为主,线控转向大规模应用前有待进一步技术验证。油门、换挡、制动系统主要负责汽车的纵向控制,转向系统负责汽车的横向控制。与制动系统类似,转向系统经历了机械-液压助力-电动助力-线控转向的发展历程,目前最先进的量产转向系统为电动助力转向系统(EPS),线控转向系统仍处于技术验证阶段,尚未实现大规模量产。

转向系统分类

转向系统类别

动力来源

特点

机械转向系统(MS)

驾驶员体力

需要消耗驾驶员大量体力,操作难度高,已经被淘汰

机械液压助力转向系统(HPS)

油液压力

较纯机械式更为灵活轻松,但占用空间且影响燃油经济性

电子液压助力转向系统(EHPS)

油液压力

加入电子控制单元,能够控制能量损耗

电动助力转向系统(EPS)

电机

进一步降低燃油消耗,轻量化优势明显,响应速度快

线控转向(SBW)

电机

方向盘与转向机构完全解耦

资料来源:观研天下整理

汽车的转向系统经历多个发展阶段,从最原始的纯机械传动转向,到通用汽车公司首推的液压助力转向、丰田推出的电控液压助力转向、电动助力转向(EPS),再逐渐发展至当前的线控转向系统(SBW)。其中,EPS以驾驶员施加的转角为输入信号,由扭矩传感器记录并传输给电控单元,再计算出所需转向助力,控制伺服电机工作,其转向信号本质上仍来源于驾驶员。而线控转向系统则摆脱了传统转向机构的结构限制,其角度传递特性和力传递特性都是通过电传机构的电能实现,经由控制算法实现智能化车辆转向。

线控转向系统的优势

<strong>线控转向系统的优势</strong>

资料来源:观研天下整理

2、线控转向系统研发已获得突破性进展,规模化量产尚需时日

2014年,英菲尼迪首创DAS线控转向(KYB研发生产,属于机械冗余线控路线)正式搭载前装上市(英菲尼迪Q50),四年后正式推出的DAS线控转向2.0,系统更加灵敏精准,同时进一步增强转向回馈力的真实感,降低ECU对于转向系统的干预程度。经过多年的发展,线控转向系统研发已获得突破性进展,但是可靠度和高成本问题仍未得到完善,规模化量产尚需时日。

线控转向系统技术难点

<strong>线控转向系统技术难点</strong>

资料来源:观研天下整理

3、国家标准开始制定,为线控转向行业量产装车奠定基础

而2022年1月1日,我国开始实施针对自动驾驶汽车转向系统的最新国家标准《GB 17675-2021汽车转向系基本要求》,解除了以往标准中对于转向系统方向盘和车轮物理解耦的限制——不再要求方向盘左置,允许装用全动力转向机构,不再规定独立蓄能器的设置等等,为线控转向行业发展提供空间。同时,为推动线控转向技术实现量产,中汽研标准所和集度、蔚来、吉利三家车企组成标准小组,共同推动线控转向行业专用标准的制定,为其量产装车奠定基础。

汽车制动系统国家标准对比

项目

CB17675-1999

GB17675-2021

转向盘

方向盘必须左置

删除

转向结构

不得装用全动力转向机构

删除

电池兼容

无表述

与汽车转向相关的车辆电气控制系统不得因电磁干扰而影响转向功能,并应满足CB34660中的技术要求,由两方面进行考察:1)在电磁干扰下,方向盘是否会异常转动2)在电磁干扰下,电子助力转向系统助力功能是否正常

可调节部件

无表述

转向传动系统中的可调节部件应能锁止

能源供应

当助力转向装置本身无独立的辅助动力源时,必须设有蓄能器

转向系统可以和其他系统共用同一能源供应。

功能安全

无表述

转向电子控制系统的功能安全要求,应按照CB/T34590(所有部分)制动,并满足附录B的要求。

资料来源:观研天下整理

4、国内厂商奋起直追,线控转向行业量产进程持续加快

由于线控转向系统所需的关键零部件是基于EPS产品的技术衍生,转向系统的电动电机、电控、传感器等核心零部件基本上是厂商自供,具有一定壁垒,进入该领域的企业数量较低,当前具有生产能力的企业基本上是Tier1供应商,如博世、采埃孚天合、耐世特等。

近几年,我国厂商奋起直追,线控转向量产进程持续加快。例如,2022年10月,蔚来与采埃孚签署战略合作协议,将在线控转向领域展开合作,成为国内第二家计划将线控转向技术正式量产上车的车企;2022年,伯特利、拓普集团等零部件供应商也开展了线控转向技术的研发,其中长城汽车的线控转向系统目前进展较为领先;蜂巢为智能转向开发三个平台,以满足L2-L3+级的自动驾驶需求。

部分零部件企业线控转向布局情况

企业

线控转向布局进展

博世

2018年进行样车展示,预计2024年量产

JTEKT

2018年发布SB样机,尚未量产

耐世特

基于SBW推出静默方向盘转向系统和随需转向系统,预计2023年量产

万都

开发了“双冗余安全系统”的线控转向系统,预计将于2022年在北美开启量产

伯特利

2022年开展SBW技术研发

特斯拉

预计将于Cybertruck纯电动皮卡上率先搭载SBW技术

长城汽车

2021年发布咖啡智能线控底盘,搭载EMB线控制动技术和线控转向技术,可实现L4级别自动驾驶

资料来源:观研天下整理(WYD

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