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2024年中国制动系统细分行业发展现状分析及未来市场规模增长率分析预测-中金企信发布


报告发布方:中金企信国际咨询《制动系统行业全球及中国近三年市场占有率研究报告(2024版)-中金企信发布

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1)制动系统行业发展现状:汽车安全系统分为主动安全系统和被动安全系统。其中,主动安全系统是预先侦测附近车辆运行状态,判断风险并及时做出反应的系统,包括制动防抱死系统(ABS)、电子稳定控制系统(ESC)、电子制动控制系统(EBS)、线控液压制动系统(EHB)、线控机械制动系统(EMB)、自动紧急制动系统(AEBS)等;被动安全系统则是在发生事故时汽车对车内成员的保护或对被撞车辆或行人的保护,包括安全带、安全气囊和侧门防撞钢梁等制动系统是机动车辆安全系统的核心部分。汽车制动系统是指对汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力,从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置,包括供能装置、控制装置、传动装置和制动器等部分。供能装置、控制装置和传动装置是汽车制动系统中制动操纵机构,它们主要产生制动动作、控制制动效果并将制动能量传输到制动器的各个部件。

从第一辆汽车诞生至今,汽车制动系统在车辆的安全方面起着至关重要的作用。制动系统的发展可分为机械制动、液压/气压制动、电控制动、线控制动四个阶段。机械制动阶段和液压/气压制动阶段的制动系统控制装置所采用的技术以机械杠杆、液压/气压控制技术为主,电控制动和线控制动阶段则以集成电路的电子技术和计算机技术为主。汽车制动系统技术经历了从单一的传统液压、气压制动发展到融合较多制动功能的电控与液压/气压结合的方式。虽然外资企业早在2010年代初就已提出线控制动的概念,但实现规模化量产的时间并不长,未来,线控制动技术将是汽车制动技术的长期发展的趋势,具体情况如下:

 

行车制动涉及运行安全,技术要求高,从机械向线控演进,实现了响应速度、安全稳定性以及驾驶体验等方面的升级。随着市场对机动车制动控制的安全性和可靠性的要求越来越高,以及制动控制新技术的不断演进,目前,制动系统的控制装置是集计算机技术、微电子技术、精密加工技术和液压/气压/电磁控制技术为一体,机电一体化的高技术产品。

2)电子制动系统行业发展现状:汽车制动系统可分为行车制动、驻车制动系统两大类,行车制动系统的主要作用是令行驶中的汽车降低速度甚至停车,驻车制动系统则用于确保已停驶的汽车驻留原地不动。目前,行车电子制动系统主要包括ABS和ESC,驻车电子制动系统主要包括EPB。

随着汽车制动技术的发展,具备防止车轮抱死、侧滑等功能的安全系统诞生。汽车安全系统有防抱死系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)、电子制动力分配系统(EBD)等,其中最重要的是ABS和TCS系统。ABS系统的主要作用是:汽车在湿滑等摩擦力小的路面制动时,由于摩擦力小,可能出现滑动,导致转向失灵、甩尾、跑偏等问题,ABS通过监控各个车轮的转速,如果车速与转速不匹配,ABS系统微调制动力,防止车轮抱死。TCS系统的主要作用是:通过对目标发动机扭矩控制和对驱动轮的非对称目标制动扭矩控制实现电子差速器功能,从而防止车辆在雪地等湿滑路面行驶时驱动轮空转动,车辆因驱动轮打滑而发生横移或甩尾,使车辆平稳起步和加速,并提高车辆的复杂路面的通过性能20世纪80年代开始,ABS以及在ABS基础上迭代升级的ESC,相继成为美国、欧盟等汽车市场新车标配,并不断向澳大利亚、韩国、日本、中国等其他市场渗透。电子稳定控制系统(ESC)集成了ABS和TCS系统,能够确保车辆行驶的侧向稳定性。ESC在融合ABS和TCS功能基础上,增加了车辆转向行驶时横摆率传感器和方向盘转角传感器,通过ECU控制车轮的驱动力和制动力,确保车辆行驶的侧向稳定性。

在商用车电控制动系统领域,我国商用车产业起步早、发展时间较长,是我国在汽车工业最早进行重点布局并实现突破的细分产品领域。2022年度,国内自主品牌前十大商用车企业销量已占我国商用车市场份额的78.90%。我国商用车自主品牌的蓬勃发展为国内电控制动系统企业提供了良好的发展机遇,内资企业凭借着过硬的技术实力、稳定优良的产品质量、较高的性价比等优势成功进入国内知名商用车整车厂商供应链,并形成稳定的配套供应关系,销量持续增加但在乘用车电控制动系统领域,目前仍以跨国企业为主导,内资企业尚难以跻身国际知名汽车整车厂供应链。未来,随着国内企业研发投入的增加、技术实力的不断增强,国际企业的技术垄断格局有望被打破,结合国内企业本土竞争、低成本、贴近客户等优势,或将进一步加速实现国产化。ABS和ESC目前已成为较为成熟的强制安装法规产品,市场空间与下游汽车的产销量密切相关。随着宏观经济的持续增长以及居民消费水平的提升,汽车消费成为我国居民消费主力之一也是国家产业政策重点支持的领域,我国巨大的汽车存量市场、新能源汽车的快速发展及汽车出口的持续增加,为上游ABS、ESC等电控制动企业的发展带来阔的市场空间。

EPB是继ABS、ESC等之后新兴的电子制动技术。EPB具有节省空间、响应快、智能化、安全系数高等优势,正在逐渐取代传统的机械式制动,成为驻车制动系统电子化升级的重要方向。EPB由电子按钮手动操作,并兼备自动控制功能。相较传统机械式驻车系统,电子驻车制动系统(EPB)的优势在于:①取消了驻车制动手柄,为整车内饰造型设计提供了更大的发挥空间:②停车制动由一个按键替代了驾驶员用力拉提手柄动作,简单省力:③随着技术发展,在静态驻车基础上,还新增了自动驻车(AUTOHOLD)等辅助功能:④车辆行驶过程中如遇紧急情况,可与电控制动系统协同作用,如若行车制动失效,可实现应急制动功能,从而提升行车安全性。

海外巨头在汽车制动领域起步较早,当前在EPB行业内仍占据主导地位根据中金企信数据,全球市场来看,2020年采埃孚、大陆、日信工业、布雷博和日立汽车垄断了全球80%的市场份额。根据数据,在国内市场外资仍占据主导地位,2021年中国乘用车EPB市场,采埃孚、大陆及爱德克斯占比合计达67%,配套客户主要包括一汽大众、上汽大众、上汽通用、东风日产等合资车厂。相比于行车制动技术,普通电控驻车制动技术不涉及动态控制,技术难度相对较低,故而EPB产品的国产化进程相对较快。近年来,国内自主品牌凭借本土化高性价比、快速响应等方面的优势占据了一定的市场份额。根据统计数据:2020-2025年全球电子驻车制动系统市场将以4.6%左右的增速增长,到2025年市场规模将达到640亿元左右。国内整车EPB匹配率呈上升趋势,应用潜力巨大。

3)线控制动系统行业发展现状:线控制动是一种以电子方式控制刹车的系统,切断了踏板和制动系统本身之间的物理联系,用精确的电子传感器和电子执行元件代替传统的机械系统。线控制动本质上属于电控制动技术。在线控制动技术路线下,机械连接逐渐减少,制动踏板和制动器之间动力传递分离开来,取而代之的是电线连接。如果制动踏板只连接一个制动踏板位置传感器,踏板与制动系统之间没有任何刚性机械连接,都可以视为线控制动系统。相较传统制动,线控制动具有以下优点:线控制动增加了电子控制回路与高精度传感设备,刹车反应时间缩短;②线控制动能够为新能源汽车的能量回馈提供技术支撑和安全保障,从而使得制动能量转化为电能实现能量回收,提升电动汽车电池的利用效率:③线控制动可配置多重冗余机制,提高安全性能,可以更好地适配L3+级的自动驾驶方案。

线控制动采用电信号传输

 

线控制动系统是实现自动驾驶技术的核心。自动驾驶控制的核心技术是车辆的纵向控制和横向控制技术(均涉及到制动控制),自动驾驶车辆可通过传感器收集周围环境信息,根据算法得到规划路径后以线控的方式操纵车辆的行进,相关自动驾驶功能的实现都需要建立线控制动系统之上,线控制动系统的硬件及控制策略是自动驾驶执行层技术的核心。此外,线控制动在线控底盘技术中是难度较高,但也是最关键的技术,事关自动驾驶的底盘安全和稳定控制,只有拥有足够好的制动性能(包括响应速度、平顺性好等),才能为驾乘人员提供较好保障。

1、线控气压制动系统:线控气压制动系统目前主要分为电子制动控制系统(EBS)和集成电子制动系统(IEBS)。线控气压制动系统目前主要应用于商用车领域。商用车的智能驾驶因易于落地而备受关注,在矿山、码头、干线物流等许多特殊运营场景中,智能驾驶商用车正陆续投入运营,目前投入运营的智能驾驶车辆所采用的线控制动系统主要为EBS。根据中国汽车工程学会发布的《电动汽车智能底盘技术路线图》,在EBS架构下,至2025年,在燃油商用车上普及线控制动系统,同时支持L2/L3级自动驾驶。IEBS架构的线控制动系统主要应用于电动商用车的智能驾驶辅助系统,至2030年,在该架构下实现高效的辅助制动管理,充分发挥电动汽车的再生制动能力,让车辆既智能又节能环保,增加续航里程。

2、线控液压制动系统目前的技术路线为电子液压线控系统(EHB)。EHB对应电子辅助阶段,即将原有的制动踏板机械信号通过传感器转变为电控信号,同时保留成熟的液压系统,ECU通过电机驱动液压泵进行制动,当电子系统发生故障时,备用阀打开,EHB变成传统的液压系统。据集成度的高低,EHB可以分为Two-Box和One-Box两种技术方案。二者的主要区别在于ABS/ESC系统是否和电子助力器集成在一起。相较Two-Box,One-Box集成度高、重量轻、成本低,功能上支持多功能泊车和自动驾驶的扩展。

3、电子机械制动系统(EMB):EMB对应完全电控阶段,即完全摒弃了传统制动系统的制动液及液压管路等部件,由电机驱动产生制动力,每个车轮上安装一个可以独立工作的电子机械制动器。EMB实现完全电子化,可以更好地和汽车其他电控系统整合,更能贴合汽车行业电动智能化趋势。EMB可以帮助汽车制动发挥更多重功能,包括制动、ABS、TCS、ESC、自动驾驶、优化能量回收等。但由于EMB的驱动和控制执行机构电机并无备份系统,对电机可靠性要求极高(如热稳定性、散热性等),受限于电机功率密度、系统可靠性和成本等因素的制约,目前尚未实现批量应用。

目前全球乘用车主要的线控制动系统供应商为博世、大陆、采埃孚。博世率先自研布局线控制动,占据领先的市场地位,乘用车线控制动主要产品为Two-Box技术路线的iBooster+ESC和One-Box技术路线的智能集成制动系统(IPB);大陆线控制动产品目前主要面向欧洲市场,2020年底逐步开始面向中国市场:采埃孚通过并购天合和威伯科,获取乘用车和商用车线控制动技术,2018年底其乘用车线控制动产品--集成式制动控制系统(IBC)开始量产

据统计,2021年中国乘用车线控市场中,博世和其他外资企业市场占有率超过90%,占据主要市场份额,本土厂商正凭借响应速度快、成本低等优势加速进军。随着新能源车和高级别自动驾驶的普及和政策不断加码,汽车制动向线控制动系统演进路线越来越清晰。2021年全球线控制动市场规模为86亿元,2026年增加至575亿元,年复合增速达46%,渗透率也由2021年的5%提升至2026年的23%。

 

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