2020年全球及中国线控转向(SBW)行业市场现状分析,行业处于全面商业化前夜「图」

一、线控转向行业概况

线控转向(Steering-by-Wire,SBW)具有灵活的可变传动比,能够实现中高车速下的稳定性及低速下的操作方便性,使驾驶员获得更加良好的驾乘体验。当前比较常用的线控转向系统,采用的是转向电机对齿轮齿条转向器驱动的方式,具体结构如下:

汽车线控转向系统基本结构

汽车线控转向系统基本结构

资料来源:《关于汽车线控转向技术研究》,华经产业研究院整理

自1894年乘用车安装第1款现代意义上具备方向盘的转向系统开始,转向系统从早期的纯机械转向系统、福特最早提出的液压助力转向系统(HPS)、丰田首推的电子液压助力转向系统(EHPS)、新一代的电动助力转向系统(EPS)发展到摆脱机械连接的线控转向系统(SBW)等。线控转向系统(Steer-By-Wire,SBW)在电子助力转向系统(ElectricPowerSteering,EPS)的基础之上发展而来,将驾驶员的操纵输入转化为电信号,无需通过机械连接装置,转向时方向盘上的阻力矩也由电机模拟产生,可以自由地设计转向系统的角传递特性和力传递特性,完全实现由电线或者电信号实现指令传递从而操纵汽车。

线控转向发展历程

线控转向发展历程

资料来源:公开资料整理

二、全球与中国线控转向行业市场规模

目前线控转向仍处于开发测试阶段,仅有少量车型配备了初步的线控转向产品。根据汽车厂商的生产计划,L3级别自动驾驶汽车的量产计划将在2021至2022年开始实现,因此线控转向产品的搭载预计将同步开展。随着全球汽车产量的增长,线控转向配备渗透率迅速提升,预计2026年达到13%,主要系因OEM集中迈进自动驾驶SAE L3阶段;

2019-2026年全球及中国汽车产量及线控转向渗透率

2019-2026年全球及中国汽车产量及线控转向渗透率

资料来源:公开资料整理

若线控转向单车价值量为3500元,预计2026年全球线控转向市场规模将达到435.8亿元,2022-2026年CAGR为46.74%,国内市场规模达到163.9亿元,2022-2026年CAGR为52.25%,增速高于全球市场,行业发展迅速。

2019-2026年全球及中国线控转向市场规模走势

2019-2026年全球及中国线控转向市场规模走势

资料来源:公开资料整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2021-2026年中国现场总线控制系统市场深度分析及投资战略咨询报告

三、线控转向行业竞争格局分析

线控转向系统通过提高转向效率及灵敏度,提高汽车碰撞安全和整车主动安全性。不仅改变传统转向系统固有机构,而且为运动灵活、要求更多布置空间的无人驾驶系统创造发展基础。目前市场线控转向产品主要企业为博世、耐世特与捷太格特等。

目前市场主要线控转向产品

目前市场主要线控转向产品

资料来源:公开资料整理

线控转向行业集中程度尤为明显,主要由博世、捷太格特、NSK等海外头部厂商主导。国内初创参与者主要有湖北恒隆、浙江世宝等,但整体规模小、技术相对落后。短期来看SBW技术尚在研发中,仍存在技术不成熟、价格昂贵等诸多不确定性,故当前渗透率亦较低,英菲尼迪Q50最早应用(离合器连接转向管柱提供安全冗余备份),但因为缺陷问题大量召回。

线控转向主要供应商情况

线控转向主要供应商情况

资料来源:公开资料整理

四、线控转向控制技术展望

1、执行精准

现有的线控转向技术研究大多基于转向系统与整车的动力学建模进行,路感规划的合理性与准确程度、稳定性控制的精度以及容错控制的效果都强烈依赖于模型建立的准确度与精确度。然而,转向系统及整车的建模过程中,部分结构参数无法精确获得,随工况变化的时变参数、系统的非线性摩擦及不确定性扰动等元素也无法通过数学解析模型精确表达,通过合理的状态参数估计方法提高建模精度的同时也能对基于模型的控制策略进行在线修正,可以大幅提高控制策略的有效性和准确性。

2、全工况覆盖

现有的研究多数只考虑线性区域的系统动力学特性,对于系统的非线性因素(例如信号处理及控制策略计算带来的时滞,以及车辆在非线性区域乃至极限工况下的车辆动力学特性的改变等)研究不够深入,在今后的研究中若能针对性地对系统非线性因素进行控制策略的构建,将能发挥线控转向系统在全工况范围内的优势。

3、平行驾驶

现有的线控转向系统的路感控制与稳定性控制策略设计都只针对车辆本身,以提升车辆稳定性、安全性为主要目标,仅有个别文献讨论了驾驶员参数的影响。在实际的汽车驾驶过程中,线控转向系统是驾驶员控制车辆状态、获取道路信息的直接通道,驾驶员则是转向过程的直接参与者,考虑驾驶员特性设计针对性的路感反馈与稳定性控制策略能够改善人-车系统综合性能,完善平行驾驶功能,提升驾驶体验。

4、安全可靠

随着车辆的线控化发展,底盘系统的传感器数量及测量覆盖面增加,多传感器信息融合能够提高车辆控制系统的信息容错能力;同时,线控转向系统与线控驱/制动系统组成过驱动冗余系统,通过子系统间控制需求重新分配能够提升执行器的容错能力;此外,线控转向系统与线控驱、制动系统组成一个集成度、耦合度、复杂度大幅提升的综合动力学控制系统,通过整车协调控制,消除子系统间耦合干扰,能够大幅提升车辆的安全性和稳定性。

5、智能网联

随着智能网联汽车的发展,线控转向系统的传感系统及交通环境数据融合能够提高线控转向控制系统的信息感知能力;线控转向系统作为车辆方向与稳定性控制执行机构,结合各类智能控制策略,能够实现转向系统的智能化、网联化。

华经产业研究院对中国线控转向行业的发展现状、产业链发展格局及市场供需形势进行了具体分析,并从行业的政策环境、经济环境、社会环境及技术环境等方面分析行业面临的机遇及挑战。还重点分析了重点企业的经营现状及发展格局,并对未来几年行业的发展趋向进行了专业的预判。为企业、科研、投资机构等单位了解行业最新发展动态及竞争格局,把握行业未来发展方向提供了专业的指导和建议。更多详细内容,请关注华经产业研究院研究出版的《2020-2025年中国现场总线控制系统市场前景预测及未来发展趋势报告》。

本文采编:CY343

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