线控悬架的技术演进与市场机遇

本文开始进入执行模块，拆解自动驾驶系统的“手和脚”。

执行模块接收决策规划模块输出的控制信号并将其转换为具体的操作，与前面三个模块不同，执行模块直接作用于物理环境，是实现 AI 具身智能的关键一环，在自动驾驶系统中的重要性不言而喻。

线控底盘不仅是执行模块的硬件载体，更是控制汽车的基石，它进一步细分为线控转向、线控驱动、线控制动、线控换挡以及主动悬架五个组成部分。本文将先展示线控底盘的整体架构及发展历程，随后重点围绕主动悬架，梳理该领域的技术演进路径与投资逻辑。

一、线控底盘全景

自动驾驶系统由感知、规划、决策、执行四个模块构成，如果说感知和决策/规划分别是自动驾驶系统的五官和大脑，那执行模块就是手和脚，它接收决策模块输出的方向盘转角和速度等信息并按指令精准、快速的执行。

执行模块与前面三个模块有两大不同：

1. 执行模块直接与物理世界交互并对其产生影响的，这意味着其重要性和确定性都极高（比如车企可以选择纯视觉方案或者激光雷达，也可以选择端到端算法或是世界模型，但线控底盘及其下属系统却在所有方案中都不可或缺，且技术标准与可靠性要求更为严苛）；

2. 以线控底盘为核心的执行模块，早在自动驾驶兴起之前便历经多轮技术变革。例如当下广泛应用的电子驻车系统、电动助力转向系统等，它们既是汽车电动化、电子化发展的成果，更是自动驾驶体系中的关键环节。

发动机、变速器、底盘被称为传统汽车“三大件”，汽车底盘整合了实现汽车基本功能的全部系统，分为传动、转向、行驶、制动系统：

    · 传动系统连接发动机与驱动轮，协调动力输出；

    · 转向系统操控方向盘控制行车方向；

    · 制动系统在减速停车时发挥刹车作用；

    · 行驶系统包含油门驱动与悬架，油门驱动调节车速，悬架支撑车身、缓冲颠簸，提升驾乘体验。

纵观底盘的发展历程，可分为三个阶段。早期（1990年前）的底盘是机械机构的，内燃机输出动力驱动汽车，转向靠拉杆、齿轮等机械部件相互配合，制动则靠机械式刹车杆搭配制动蹄片，当驾驶员拉动刹车杆时制动蹄片会紧密贴合车轮的制动鼓，通过摩擦力使车轮减速。

纯机械的底盘对驾驶员操控负荷极大，想象一下在高速行驶时纯靠人力和机械传递将汽车瞬间刹停得需要多大的力量。

此外，机械式的底盘也存在信号传递速度慢和损失大的问题，导致汽车真正响应控制信号的能力有限。

随着电子化的出现，汽车底盘进入机电混合的第二阶段（2000-2015年），由机械液压+电子控制组成。

驾驶员操控方向盘、油门刹车的物理信号先由传感器转换为电子信号并传输至电子控制单元ECU，ECU计算得出需要施加给系统的动力和方向，随后释放指令调节液压油的流量和压力，控制液压系统并传导至发动机、制动踏板、转向结构等，助力驾驶员完成控制操作。

机电混合底盘时代，大量电子零部件上车，也推动了整车E/E架构从分布式走向域集中。许多如今已被整合进自动驾驶系统或并行使用的电子助力功能都在这个阶段出现，比如电动助力转向EPS、电子油门EGAS、防抱死制动系统 ABS、电子稳定控制 ESC等等。

2020年来，底盘进入智能化时代，也称为线控底盘时代。智能底盘使用线控执行机构代替机械部件，同时将子系统通过域控制器集成并协同控制。

进一步看，一方面物理层面的执行机构由电机驱动取代传统的机械和液压结构。另一方面，操控信号完全由电信号取代机械信号，并且从分布式走向集成化的域控制器，结合操控信号和路面环境等信息进行统一计算、协同控制。

线控底盘系统由线控驱动、线控换挡、线控制动、线控悬架、线控转向五个部分组成，实现在X、Y、Z三个方向上对汽车进行操控，其中驱动、制动通过加减速改变X方向，转向改变Y方向，悬架则通过调节底盘高低改变Z方向。

智能底盘时代可根据线控化和协同化程度和进一步分为三个阶段，2020-2022年为1.0阶段，主要表现为线控驱动、制动和转向技术的成熟和量产上车，以及底盘域控的引入形成协同控制。

2023-2025年为2.0阶段，随着线控悬架的成熟而实现对XYZ三个方向上的操控，此时底盘全面线控化。同时，一体化的底盘域控架构出现，实现人车解耦，即使没有方向盘、制动踏板（如特斯拉）也能实现操控，标志着软件定义底盘时代来临，对自动驾驶意义重大。

展望未来，智能底盘3.0时代有望在线控底盘基础上进一步整合感知和车路协同能力。当前距离完全线控化底盘尚有差距，主要是线控制动、转向和悬架技术的成熟度和渗透率都偏低，具有较大提升空间。

对比来看，线控底盘下面的五大领域中价值量最大的依次是悬架、制动和转向，叠加三者均处于技术成熟度和渗透率较低的导入和成长期，未来有望实现量价齐升的局面。

说了这么多线控底盘的发展历程，那么到底为什么要发展线控底盘呢？

相较于传统机械底盘，线控底盘采用电信号传输指令，响应速度大幅提升，指令传达更为精准，反映在驾乘体验上便是车辆操控更为丝滑，行驶质感愈发舒适。同时，由于省去了大量复杂的机械结构，汽车整体重量得以有效减轻，进一步提升了能源利用效率。

此外，线控底盘本质上也是整车E/E架构走向集中式，软硬件解耦、软件定义汽车的产物。线控底盘硬件相对标准化，其功能实现很大程度依赖软件算法，比如不同驾驶模式下的底盘响应特性可通过软件调整控制逻辑达成。

因此，如同智驾 SoC 与域控制器，线控底盘具备硬件预埋能力，通过后期软件迭代升级，能够持续拓展汽车产品的功能边界，对车企打造差异化产品具有极大优势。

线控底盘也是实现自动驾驶的关键，它基于各类传感器输入的实时数据作出精准决策，进而直接控制车辆行驶。这一过程取代了传统操控闭环中从驾驶员发出指令、经机械结构传导至执行器件、最终执行指令的人工环节，实现车辆操控的自动化。

由于线控底盘的出现早于高阶智能驾驶，这几年也经常作为新技术和差异化卖点成为各大车企宣传自家产品的亮点之一，比如华为的途灵底盘、蔚来的天行底盘等。

不过，线控底盘虽然提升了性能表现，但在安全方面却因为过于依赖电子系统而仍然引发安全担忧。相比于机械结构连接，电子系统的可靠性和稳定性更难保证，若电子系统出现故障就会影响车辆操控，进而造成风险。

二、线控悬架分类

悬架可谓是底盘系统五大细分领域中和自动驾驶最不相关的一项，但对于悬架的设计和调教却对汽车性能和乘坐舒适度有至关重要的作用。汽车悬架连接车身与车轮，对车身起到支撑和减震的作用。

悬架系统的核心功能是缓冲路面对车轮的冲击力，其本质是通过弹性元件（如螺旋弹簧、空气弹簧等）吸收振动能量，但弹簧在回弹时会产生持续振荡，因此需要减振器（阻尼器）来抑制这种晃动。

弹性元件和减振器是悬架系统的两大核心部分，其中前者控制底盘的刚度和高度，后者控制阻尼。弹簧的刚度越大则底盘越硬，这是因为弹簧吸收颠簸的程度减小。阻尼越大则底盘越稳但也会更颠，阻尼小则底盘会偏软。

对弹簧刚度和减振器阻尼的调降能力一直以来都是车企的核心技术之一，运动取向的车型（如保时捷911）一般采用高刚度弹簧+大阻尼，牺牲舒适性换取操控极限。舒适取向车型则通过（如奔驰S级）低刚度弹簧+适中阻尼过滤路面振动。

一般汽车的刚度和阻尼自出厂后便不能再调整，此类悬架被称为被动悬架。随着技术进步，刚度和阻尼开始可以在汽车出厂后根据路况进行手动或自动调整，二者在出厂后可调其中之一的是半主动悬架，全部可调的则是主动悬架，主动悬架还可提供主动作用力来抵消颠簸。

常见的弹簧是螺旋式弹簧，它的优点是结构简单、重量轻，多用于中低端乘用车，但出厂后无法再改变刚度。还有一种钢板弹簧，因其载重大和成本低而多用于大货车，但同样不可调刚度。

为了实现刚度随时可调，空气弹簧应运而生，通过调节内部空气量进而改变气压，从而动态改变刚度和高度，实现悬架性能的实时调整。这种技术成本较高，主要应用于高端车型，搭载空气弹簧的悬架系统通常被称为空气悬架。

空气悬架系统中除了空气弹簧和减振器外还需搭配空气供给系统，包括空气压缩机、储气罐、分配阀等部分。

随着汽车智能化程度加深，空气悬架还可与激光雷达、摄像头等感知模块合作，自主感知前方路况后主动调整悬架的刚度和阻尼，实现自适应减震。

以上是关于弹簧的部分，可变刚度的弹簧长期以来受限于技术和成本，因此半主动悬架多采用阻尼可调而刚度不可调的模式。可变阻尼的减振器主要是CDC、MRC和空气三种。

CDC是最为常见的液压减振器，通过调节油液流速改变液压进而调整阻尼，技术成熟且成本可控，是大部分车企（如蔚来的天行悬架）的选择。MRC则通过改变磁场改变阻尼液分子的排列方向来调节阻尼，具有极高的响应速度但成本也更高。

CDC和MRC都依赖于液体（液压油、磁流变液）来间接改变阻尼，还有一种电机减振器直接通过线性电机产生反向力抵消振动，依赖电能驱动而无需液体介质，响应速度更快、控制精度也更高，也是真正实现了全主动的线控悬架系统。

前不久比亚迪在其发布会上展示了最新的云辇Z底盘系统，首创“四电时代”，即电池、电控、电机和电悬架，成为全球首款采用电机减振器的悬架系统。除了快准稳外，云辇Z的线控悬架系统还可以在吸收路面冲击力时将其转化为电能为电池充电。

悬架系统还可以按导向结构不同分为非独立和独立悬挂，非独立悬架中左右车轮通过一根整体轴连接，不能各自单独调整；独立悬架中左右车轮分别与独立与车体相连，可各自独立的调整。

独立悬挂系统下悬挂的作用不仅仅是改变驾驶舒适性，还可以改善行驶过程中的安全性。例如，云辇Z可以在过弯时制造负侧倾来加强车身稳定性。

三、 产业链

由于新能源车自身重量增加和智能化程度更高，主动悬架顺势成为了电车发力的方向之一。随着悬架系统国产化且成本下降，其渗透率也快速提升，市场规模快速扩大，预计2021-2025 年 CAGR 约 26%。

空气悬架产业链上游是以空气弹簧和减振器为代表的各种零部件，中游是系统总成厂商，还分为大总成和小总成（如空气弹簧+减振器），下游则是整车厂。

从空气悬架系统成本拆分来看，空气弹簧和减振器分别占到总成本的30%，是产业链上游价值链最高的零部件。

空气弹簧目前已有多家国内供应商实现技术突破，同时借助成本优势扩大市场份额，主要是孔辉科技、保隆科技、中鼎股份和拓普集团，其中孔辉科技市场份额增长较大。

减震器方面由于技术壁垒较高而尚未完全实现国产化，根据2023年数据，倍适登、采埃孚、马瑞利、天纳克这四家海外供应商占据减振器市场90%+的份额。国内方面拓普集团、中鼎股份均有布局，保隆科技、孔辉科技即将量产，南阳淅减、宁江山川可实现量产交付。

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参考资料：

·信达证券-汽车行业2024年度策略报告：拥抱行业变革，布局成长赛道-2024/01/04

·长江证券-汽车与汽车零部件行业智能驾驶2023三季报：智电新周期开启，智能驾驶迈入L3关键节点-2023/11/19

·华西证券-线控底盘/智驾驱动 自主崛起-2022/08/27

·华安证券-汽车零部件行业：空悬市场空间加速扩容，国产化趋势明显-2023/08/19

·国元证券-汽车主动悬架行业深度报告：关注空悬系统与可变阻尼减振器协同发展-2024/12/06