背靠汽车智能化发展　得益核心零部件研发 线控转向：市场启动倒计时？

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近期，自主线控转向企业融资的消息接踵而来，外资零部件巨头在这个领域也动作频频、加紧布局。　　伴随汽车智能化变革的进程，线控转向的发展也开始迎来高潮，相关企业的一举一动无不指向技术和产品的商业化落地。有行业人士指出，线控转向市场的启动，正进入倒计时阶段。　线控转向受到资本青睐日前，德科智控完成近亿元B轮融资，将主要用于电动助力转向（EPS）和线控转向系统（SBW）核心产品的研发迭代和高端研发人才引入。此外，智能新能源汽车底盘线控与主动安全系统供应商英创汇智，也宣布完成数亿元B＋轮融资，将用于公司ESC/EPBi（车身电子稳定控制）、EBooster（电动助力制动器）智能制造基地建设，加快推进ADAS、EPS、IBC（电控制定系统）等核心线控系统产品规模化等方面。　　同期，格陆博科技也宣布，完成数亿元的Pre-C轮融资。格陆博创始人刘兆勇表示，本轮融资完成后，公司将加快新产品全液压解耦式GIBC（onebox）的生产，按计划2022年底达到量产规模；高性能线性电磁阀、液压单元HCU、电控总成EHCU等全自动生产线也将全部到位。　　为何线控转向开始受到资本青睐？在汽车电动化与智能化发展浪潮汹涌，底盘系统也迎来了从传统底盘、电动底盘再到智能底盘的技术变革。智能底盘为自动驾驶系统、座舱系统、动力系统提供承载平台，线控转向是其中的核心技术之一。线控转向直接掌控自动驾驶路径与方向的精确控制，是智能网联汽车实现路径跟踪与避障避险的关键技术。　　据了解，传统的汽车转向系统，主要分为机械和动力助力两大类。完全靠驾驶员操控的转向系统属于前者；借助动力操控的转向系统属于后者。当前，随着新能源汽车的普及，线控转向也正在逐步进入更多人的视野中。　　线控转向由方向盘总成、转向执行总成和ECU三个主要部分以及自动防故障系统、电源等辅助系统组成。其工作原理是传感器得到无人驾驶／驾驶员方向盘的转弯指令，通过数据总线将信号传递给ECU，ECU结合转向信号及车轮状态信息，通过转向机模块指挥整个转向系统的运动。与传统的转向系统不同，线控转向系统取消了中间传动轴，用电线连接方向盘与转向机构。转向动力来源完全由人手以外的动力提供，即全动力转向。线控转向系统完全通过电信号传输控制指令，转向机构与驾驶员无直接物理力矩传输路径。　　这样一来，线控转向就可完全由算法控制，力的方向和大小依赖于算法给定的控制信号，通过离合器耦合，执行方向盘的输入信号；也能通过解耦，根据自动驾驶的转向要求，实现脱离方向盘的独立转向。　　因此，配备线控转向系统的车辆，具备两种操控模式，一是自动驾驶模式，驾驶员不干预方向盘，车辆转向按照电脑指令动作；二是手动操控模式，驾驶员把握方向盘，车辆操控按照人的指令动作。　　据介绍，线控转向的优势比较明显，一是可以自由开发设计汽车转向力的传递特性，实现更精准的智能转向，满足自动驾驶的要求；二是相比传统转向系统，无需液压转向泵、油路等部件，节省安装空间，重量更轻，更加节能环保。　外资供应商蓄势待发华西证券的市场研报指出，自动驾驶促进线控转向渗透率提升，2025年全球市场规模约137亿元，2030年这个数字将增至665亿元。目前，线控转向产品单价较高，约为5000～6000元，仅配套有限的高端量产车，2021年市场渗透率约为0.04％。未来，随着智能驾驶发展及量产条件具备，线控转向有望从导入期步入快速成长期。　　有业内人士指出，当前线控转向行业仍处于前期发展阶段，得益于在底盘领域的积累，头部外企零部件企业在这个领域技术较为领先。同时，在线控技术布局上，整车企业对供应商依赖性较强，以与供应商合作开发为主。　　今年10月，采埃孚与蔚来汽车在德国慕尼黑签署战略合作协议，双方将在线控转向产品等领域展开合作。此次协议的签署，标志着采埃孚首次在亚太区斩获线控转向合作业务。据透露，采埃孚已获得多家主要汽车制造商的数个线控转向订单并计划于2023年在全球主要市场进行量产。　　记者从企业处了解到，采埃孚线控转向实现了安全系数和舒适度的双重提升，如自动紧急避险或在非常狭窄的空间内泊车；同时，能够为短驳车和无人驾驶出租车实现完全自主的车辆控制；此外，也为家用乘用车提供了独特的性能，如用于全自主驾驶模式的可伸缩方向盘、全自适应转向控制（便于在停车或低速行驶时减小方向盘旋转角度）、以及通过去除转向柱来增强碰撞安全性。　　“目前，博世已在正式开发面向上市车型的线控转向产品。方向盘执行器将糅合管柱与EPSc的开发经验，并在此基础上做设计创新，带给用户不一样的手感体验。齿条执行器将最大复用目前非常成熟EPSp/EPSapa产品系列，逐步实现线控转向的高级功能。”博世华域转向产品管理部高级经理张云飞《中国汽车报》向记者表示，“根据历年博世线控转向试乘试驾活动的反馈，搭载DEMO件的样车在转向手感的模拟上，收到了很多好评。”　　另据舍弗勒相关负责人介绍，其线控转向技术积累深厚，已应用于乘用车、商用车及无人驾驶领域。舍弗勒线控转向技术采用多重冗余设计，通过了严格的ISO 26262功能安全认证和公共道路安全许可。以应用于电控液压转向系统EHPS中的智能驱动模块PowerPack为例，该产品采用双重安全冗余设计，满足最高功能安全等级ASIL-D要求，并能实现“失效-可用”功能。将该模块与传统HPS相结合而成的EHPS，在实现传统液压助力转向功能的基础上，又具备了完整的线控转向能力。　　自主供应商崭露头角目前，汽车“新四化”在中国市场的发展如火如荼。汽车电动化、智能化变革，为线控转向这个细分领域的爆发提供了潜在的可能。自主零部件供应商从中窥到了难得的发展机遇。　　近几年，趁着L2＋自动驾驶车型落地增多之势，线控转向领域也变得活跃起来。不少自主供应商走到台前，可谓“小荷已露尖尖角”。　　德科智控是国内较早入局智能驾驶转向产品的供应商，专注于线控底盘技术，特别是线控转向的研发和量产。据悉，该公司从2001年开始研发EPS控制器，2011年开始研发智能转向系统、2017年产品开始应用于自动驾驶汽车。通过20年的研发及量产经验，德科智控自主研发了三大核心技术，包括扭角一体式传感器（TAS）、ECU及无刷电机，拥有L2～L4自动驾驶线控智能硬件平台和L4自动驾驶线控冗余算法，掌握了满足“全场景、全车系、全冗余”的线控技术。　　德科智控副总经理郑星美告诉记者，目前，公司已实现自动驾驶转向系统的研发设计和批量生产。该系统采用6相永磁同步电机作为执行机构，电源模块、通讯模块、MCU、传感器、MOS驱动模块全部采用冗余设计。　　蜂巢智能转向是长城汽车旗下的高科技企业，专注于线控底盘核心零部件的研发、生产与销售，布局了电动助力转向、后轮转向、线控转向、商用车转向、主动悬架等产品；同时，具备PPU（PowerPack Unit）完全自主研发能力，支撑底盘“XYZ”三向协同控制。　　蜂巢智能转向系统（江苏）有限公司线控转向产品总监陈东旭对记者表示，目前，蜂巢已量产50万套电动助力转向系统，其中非冗余（300FIT）GEN1产品配装长城硬派越野坦克300、高端越野SUV哈弗H9、长城炮、北汽越野等车型，部分冗余（100FIT）GEN2产品配装坦克500、摩卡、牛创自游家等车型，全冗余（10FIT）GEN3产品配装机甲龙等车型。据他介绍，蜂巢智能转向已量产的产品可支持L2、L2＋、L3自动驾驶，目前在研的GEN4和GEN-X可支持L3以上高阶自动驾驶，其中GEN4采用多重冗余架构，可支持任意单点随机失效，仍具备全功能、全性能输出。　自主创新从核心部件突围“在核心部件上，国内外基本上处于同一起跑线。蜂巢智能转向将核心部件纳入重点战略规划，实现了完全自主研发。”陈东旭告诉记者，线控转向技术几十年前就问世了，但当时由于电控系统的安全性和成熟度问题无法实现市场应用。他认为，线控技术的发展离不开核心零部件的突破。国内零部件企业在电控单元核心部件上进行了多年研发，为实现线控转向打下了坚实的基础。　　据悉，截至目前，蜂巢智能转向除了在线控转向系统方面实现产品化之外，还逐步打造出L3～L4自动驾驶完整线控底盘的产品和解决方案，已形成从研发、生产到车型应用量产的完整闭环。　　“全部电气核心部件自研自产、电控系统技术自控和丰富的实战经验，是德科智控独特的优势。”据郑星美介绍，德科智控的EPS产品一直使用自产的控制器、传感器和无刷电机，在电控方面积累了20多年经验，真正做到公司掌控EPS的三大核心部件。另外，德科智控是最早系统化研究和改进自动驾驶转向的企业。“我们的自动驾驶转向样品在2012年就已经装配到验证车辆上，成功完成了从北京台湖收费站到天津东丽收费站的国内首次高速自动驾驶行驶。”　　此外，联创汽车电子第五代线控转向系统在冗余转向基础上，加上了路感反馈系统，取消了传统机械连接装置，满足L3、L4以上的自动驾驶需求。　　此前，中国汽车工程学会智能底盘技术路线图工作组，给出了2025～2030年线控转向系统的蓝图，包括技术发展目标，零部件发展目标、系统特性目标和量产目标。其中涉及：2022年，实现基础功能；2023年，实现高级功能；2025年，实现线控转向量产；2030年，智能底盘完全支持，如独立的四轮转向等。　　值得关注的是，相关标准落地也正为线控转向产业的发展扫清障碍。2022年1月1日，《汽车转向系基本要求》（GB 17675-2021）正式实施，解除了过去对转向系统方向盘和车轮物理解耦的限制。不过，要推动线控转向技术实现量产，还需要一项专门的标准，目前我国在这个领域仍属空白。去年12月，中汽中心标准化研究所在线控转向工作组举行首次会议，集度、蔚来、吉利等企业将牵头线控转向的相关标准的制定，推动技术落地。　仍需跨越成本与安全关卡郑星美认为，安全性、手感模拟器的开发及应用、成本、故障点等仍是当前线控转向技术量产面临的主要挑战。首先是安全层面，实现机械解耦的线控转向，需要全冗余系统来满足功能安全的需要。两个系统之间的协调工作和紧急状况下的转换控制，是稳定可靠的全冗余线控转向的一个必要条件。这方面的技术仍然需要更多的实际应用案例作为积累。二是手感模拟器的开发及应用，驾驶员需要方向盘给予同机械连接转向相似的手感反馈，这就要求在方向盘下方的管柱上装配手感模拟器。三是成本层面，线控转向由于增加了手感模拟系统和必须使用全冗余系统，导致成本增加3000元以上，到终端客户手中至少购车价格增加6000元。如何让中低档车型用户接受这部分成本增加，是车企需要考虑和评估的问题。四是故障点，由于增加了线控和手感模拟系统，与机械连接相比，意味着增加了几个故障点。针对上述挑战，德科智控从多方面进行了研发与应用方面的攻关。　　张云飞指出，线控转向的手感模拟部分既是提升驾驶感受的关键要点，也是线控转向自身的技术难点。而线控转向的应用，将增加整车成本。初期走高端车型、小批量导入的可能性较大，大批量落地的前景仍有待终端客户的反馈与市场考验。按一款车型的迭代周期估计，大概需要5～7年。“预计那时才会有比较成熟的线控产品出现，在成本与终端客户的接受度之间达到平衡。”他直言。　　根据华西证券的研报，预估2025年全球汽车线控转向渗透率将达5％，2030年这个数字将提升至30％，2024年以前单车配套价值5000元，2025年随规模化量产，线控转向成本下探至4000元，2030年可降至3000元。　　“不能简单地将线控转向的成本，与传统的转向系统比较，需要看到线控转向带来的价值增长空间。”陈东旭表示，随着线控转向系统产量的提升，成本将随之摊薄。“项目推动是蜂巢智能转向实现商业化落地的重要优势之一，预计2023年后，线控转向量产和商用车转向量产，2024年实现前轮线控转向量产。”　　“公司已与国内车企在L3自动驾驶智能转向产品上开展合作，目前的进展是通过了样件阶段，正在小批量验证中。L4自动驾驶智能转向产品，技术方案已经确定，将在近期完成国内一品牌车型的DEMO样车，明年将完成小批量试验。应用线控转向技术的EPS，已在无人配送物流车和限定区域的商用车上批量应用。此外，线控转向专用的手感模拟器完成了理论验证，正在进行样件验证。”郑星美告诉记者，德科智控将重点关注供应链与量产相关事项。下一步，公司将在东南亚地区建厂，提升竞争力，确保在国外市场的稳健发展；同时，着力开发后轮转向产品，在未来2～3年内生产出高性价比、可量产应用的可靠产品。　　华西证券研报指出，2025年，伴随L3＋自动驾驶渗透率提升，线控转向有望在高端车型上实现批量应用；2030年，随着线控转向技术成熟度提升、成本下探、高阶自动驾驶渗透率的进一步提升，线控转向有望得以普及，渗透率进一步提升。