汽車底盤是指汽車上由傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)等部分的組合，其功能包括支承、安裝汽車車身、發(fā)動機及其它各部件及總成，形成汽車的整體造型，承受發(fā)動機動力，保證車輛正常行駛等。

底盤新發(fā)展

(相關(guān)資料圖)

一、智能化

線控制動是未來趨勢。

智能汽車的感知識別、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行三個核心系統(tǒng)中，與底盤相關(guān)的主要是控制執(zhí)行，需要對傳統(tǒng)汽車的底盤進行線控改造以適用于自動駕駛。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，防抱制動系統(tǒng)（ABS）逐步開始量產(chǎn)應用和推廣。ABS主要由ECU控制單元、車輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)裝置和制動控制電路等部分組成。在制動過程中，ABS控制單元不斷從車輪速度傳感器獲取車輪的速度信號，并進行處理，進而判斷車輪是否即將被抱死。

當車輪趨近于抱死臨界點時，制動分泵壓力不隨制動主泵壓力增加而增高，壓力在抱死臨界點附近變化，從而避免車輪抱死，減少了危險事故的發(fā)生。

還有一項重要的發(fā)明就是車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)（ESP），ESP系統(tǒng)其實是一組車身穩(wěn)定性控制的綜合策略，是ABS（防抱死系統(tǒng)）和ASR（驅(qū)動輪防滑轉(zhuǎn)系統(tǒng)）功能上的延伸。

ESP主要由控制總成ECU、轉(zhuǎn)向傳感器、車輪傳感器、側(cè)滑傳感器、橫向加速度傳感器等組成。

當汽車快速行駛或者轉(zhuǎn)向時，產(chǎn)生的橫向作用力會使汽車不穩(wěn)定，易發(fā)生事故，而ESP系統(tǒng)可以將這種情況防患于未然。例如當車輛前面突然出現(xiàn)障礙物時，駕駛員必須快速向左轉(zhuǎn)彎，此時轉(zhuǎn)向傳感器將此信號傳遞到ESP控制總成，側(cè)滑傳感器和橫向加速度傳感器發(fā)出汽車轉(zhuǎn)向不足的信號，這就意味著汽車將會直接沖向障礙物。

那么這時ESP系統(tǒng)將會瞬間將后輪緊急制動，這樣就能產(chǎn)生轉(zhuǎn)向需要的反作用力，使汽車按照轉(zhuǎn)向意圖行駛，避免直接撞向障礙物的事故發(fā)生。

電動化和智能化推動線控制動發(fā)展

對于智能汽車，尤其是L3及以上等級自動駕駛汽車，制動系統(tǒng)的響應時間尤為重要，線控制動響應更快，是實現(xiàn)自動駕駛安全的重要保障。

線控制動系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)上發(fā)展而來的，使用電系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的機械或液壓系統(tǒng)，是汽車制動技術(shù)長期的發(fā)展趨勢。

傳統(tǒng)制動系統(tǒng)由制動踏板施加能量，經(jīng)液壓或氣壓管路傳遞至制動器；而線控制動系統(tǒng)執(zhí)行信息由電信號傳遞，制動壓力響應更快，因此剎車距離更短更安全。

線控制動系統(tǒng)也分為EHB/EMB兩種類型。

EHB根據(jù)技術(shù)方向可以分為三類：

a）電動伺服，電機驅(qū)動主缸提供制動液壓力源，代表產(chǎn)品Bosch Ibooster、NSK；

b）電液伺服，采用電機+泵提供制動壓力源，代表產(chǎn)品Continental MK C1、日立；

c）電機+高壓蓄能器電液伺服，代表產(chǎn)品ADVICS ECB。

EMB系統(tǒng)優(yōu)點：

1.執(zhí)行機構(gòu)和踏板間無機械或液壓連接，縮短了制動器的作用時間，有效減小制動距離。

2.無需助力器，減少空間，布局靈活。

3.無需制動液，系統(tǒng)質(zhì)量輕并且比較環(huán)保。

4.在ABS模式下，無回彈震動，可以消除噪音。

5.便于集成電子駐車制動等附加功能。

EMB系統(tǒng)技術(shù)難點：

1.由于去除了備用制動系統(tǒng)，EMB系統(tǒng)需要有很高的可靠性。必須采集比EHB更可靠的總線協(xié)議。

2.由于制動能量需求較大，需開發(fā)42V高電壓系統(tǒng)。

3.制動器需要具有更好的耐高溫性能，同時質(zhì)量輕，價格低。

4.需要更好的抗干擾能力，抵制車輛運行中遇到的各種干擾信號。

總體來看， EHB系統(tǒng)由于具有備用制動系統(tǒng)，安全性較高，因此接受度更高，是目前主要推廣量產(chǎn)的方案。

EMB系統(tǒng)雖然具有諸多優(yōu)點，但缺少備用制動系統(tǒng)且缺少技術(shù)支持，短期內(nèi)很難大批量應用，是未來發(fā)展的方向。

智能化推動線控轉(zhuǎn)向發(fā)展

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)發(fā)展階段：

機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Manual Steering，簡稱MS）發(fā)展為液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Hydraulic Power Steering，簡稱HPS）

后來出現(xiàn)電控液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electro Hydraulic Power Steering，簡稱EHPS）和電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electric Power Steering，簡稱EPS）。

裝配機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車，在泊車和低速行駛時駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱負擔過于沉重，為了解決這個問題，美國GM公司在20世紀50年代率先在轎車上采用了液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（HPS），主要由液壓泵、油管、壓力流體控制閥、傳動皮帶、儲油罐等組成。HPS 系統(tǒng)動力源是發(fā)動機，發(fā)動機帶動轉(zhuǎn)向油泵工作，轉(zhuǎn)向控制閥控制油液流動的方向和油壓大小，提供轉(zhuǎn)向助力。

根據(jù)助力參與的階段及助力電機布置位置的不同，EPS可以分為C-EPS （Column-EPS，管柱式）、P-EPS（Pinion-EPS，齒輪式）、DP-EPS（Dual-Pinion EPS，雙小齒輪）、RP-EPS（Rack-Parallel EPS，齒條平行式）和RD-EPS（Rack-Direct EPS，齒條直接助力式）等不同類型。

EPS優(yōu)點如下：

1）電動機和減速機構(gòu)安裝在轉(zhuǎn)向柱或在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)，所占空間小，零部件結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，維護費用低；

2）以電動機為動力，電動機只在需要時才啟動，耗用電能較少，提高了汽車的燃油經(jīng)濟性；

3）可實時地在不同的車速下為汽車轉(zhuǎn)向提供不同的助力，保證汽車在低速行駛時輕便靈活，高速行駛時穩(wěn)定可靠；

4） EPS 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，可以通過調(diào)整 EPS 控制器的軟件，得到最佳的回正性，從而改善汽車操縱的穩(wěn)定性和舒適性。

智能化推動線控轉(zhuǎn)向成為新趨勢

對于L3及以上等級智能汽車，部分或全程會脫離駕駛員的操控，因此智能駕駛控制系統(tǒng)對于轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等要求控制精確、可靠性高，只有線控轉(zhuǎn)向（Steering By Wire, SBW）可以滿足要求，因此成為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是指，在駕駛員輸入接口（方向盤）和執(zhí)行機構(gòu)（轉(zhuǎn)向輪）之間是通過線控（電子信號）連接和控制的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，即在它們之間沒有直接的液力或機械連接。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要分為三個部分：

1）轉(zhuǎn)向盤系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器、轉(zhuǎn)矩反饋電動機和機械傳動裝置；

2）電子控制系統(tǒng)，包括車速傳感器，也可以增加橫擺角速度傳感器、加速度傳感器和電子控制單元以提高車輛的操縱穩(wěn)定性；

3）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，包括角位移傳感器、轉(zhuǎn)向電動機、齒輪齒條轉(zhuǎn)向機構(gòu)和其他機械轉(zhuǎn)向裝置等。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是通過給助力電機發(fā)送電信號指令，從而實現(xiàn)對轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進行控制。當轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)向角傳感器將測量到的駕駛員轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變成電信號輸入到電子控制器（ECU），ECU依據(jù)車速傳感器和安裝在轉(zhuǎn)向傳動機構(gòu)上的位移傳感器的信號來控制轉(zhuǎn)矩反饋電動機的旋轉(zhuǎn)方向，并根據(jù)轉(zhuǎn)向力模擬、生成反饋轉(zhuǎn)矩，控制轉(zhuǎn)向電動機的旋轉(zhuǎn)方向、轉(zhuǎn)矩大小和旋轉(zhuǎn)的角度，通過機械轉(zhuǎn)向裝置控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向位置。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)點主要有：

1）省略車輛前艙一部分轉(zhuǎn)向機械結(jié)構(gòu)的占用空間；

2）沒有機械的轉(zhuǎn)向管柱，提高車輛的碰撞安全性；

3)方向盤轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)向力矩可以獨立設(shè)計，適應不同類型駕駛員對“手感”的要求。

線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的缺點主要有：

1）需要較高功率的力反饋電機和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機；

2）復雜的力反饋電機和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機的算法實現(xiàn)；

3）冗余設(shè)備導致額外增加成本和重量。

二、輕量化

底盤輕量化潛力巨大，輕量化是發(fā)展方向

燃油車油耗排放和電動車續(xù)航是國內(nèi)汽車廠商面臨的兩大挑戰(zhàn)，輕量化是解決問題的關(guān)鍵之一，因此也是汽車未來重要的發(fā)展方向。

汽車行業(yè)很早就開始探索輕量化技術(shù)，主要手段包括選用輕質(zhì)材料、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和選擇先進制造工藝等。

優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和先進制造工藝帶來的減重效果相對較小，因此目前輕量化研究的主要方向是輕質(zhì)材料，包括高強度鋼、鋁合金和碳纖維復合材料等。

車身和底盤減重是輕量化的重要部分，相比車身減重，底盤輕量化工藝更成熟、成本更低。根據(jù)Lotus Engineering 對車型減重的分析，汽車主要減重部分在車身、底盤以及內(nèi)飾（主要是座椅減重）。車身和底盤的重量分別在 420kg 和 380kg 左右，合計占整車的重量超過 40%。通過使用鋁、鎂等輕量化材料可以實現(xiàn)車身、底盤超過 40%的減重，減重質(zhì)量分別超過 190kg 和160kg。

全鋁車身目前工藝難度較大，造價較高，主要適用于豪華車。底盤系統(tǒng)的減重技術(shù)工藝相對成熟，成本相對也更低，是更加普遍的減重方式。根據(jù) Lotus Engineering 的成本分析，通過對重量減輕和成本上升計算系數(shù)，車身的減重成本系數(shù)是 1.35，遠高于其他部件的減重成本，底盤懸架的成本系數(shù)是 0.95，低于平均成本系數(shù)。

底盤輕量化產(chǎn)品種類較多，不同零件市場格局有所不同。鋁合金控制臂領(lǐng)域，供應商主要有拓普集團、駱氏集團等。鋁合金副車架方面，供應商主要有華域汽車、拓普集團、萬安科技等。

鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)領(lǐng)域，供應商主要有伯特利、中信戴卡、華域汽車、拓普集團、蘇州安路特等。鋁合金制動鉗領(lǐng)域，供應商主要有百煉、華域汽車、京西國際等。

從競爭要素來看，底盤零部件從鋼鐵制品到鋁合金，材料發(fā)生變化，相關(guān)的工藝等差別巨大，一方面單車價值量顯著提升，另一方面供應鏈或?qū)⒅貥?gòu)，新產(chǎn)品對于相關(guān)設(shè)備投入和技術(shù)要求較高，因此在鋁合金等產(chǎn)品上具有技術(shù)優(yōu)勢和資金優(yōu)勢的供應商有望受益。

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