【国金证券-新能源汽车研究中心】
行业观点
在现代汽车系统及模块电子化的趋势下，电子控制执行系统的渗透率不断提升；随着电动车发展，由于传统发动机的消失，传动、转向、制动的动力源与执行方式发生了根本性的转变，电动控制执行系统则是成为了基本配置；进入自动驾驶时代，控制系统收集来自感知层的大量传感器的信息，将其处理分析，感知周围环境，规划驾驶线路，最终通过线控执行系统操纵车辆。
车辆制动系统的发展经历了从真空液压制动（HPB）到电控和液压结合（EHB），到新能源汽车发展的阶段逐步转向纯电控制的机械制动（EMB）和更智能化的线控制动。
传统纯机械转向系统几乎被替代，由机械液压助力转向系统（HPS），升级至电子液压助力转向系统（EHPS）之后，由电力驱动的电动助力转向系统（EPS）逐步占据主流。随着汽车电子化程度不断加深，转向系统电子化渗透率加速，电动助力转向逐步占据主流，而未来自动驾驶时代的到来，进而进入线控转向。
投资建议
一、总论
控制执行系统随电子化、电动化、自动驾驶的发展而升级
在现代汽车系统及模块电子化的趋势下，车辆电子控制执行系统的渗透率不断提升；随着电动车的发展，由于传统发动机的消失，传动、转向、制动的动力源与执行方式发生了根本性的转变，电动控制执行系统则是成为了基本配置；而进入自动驾驶时代，控制系统收集来自感知层的大量传感器的信息，将其处理分析，感知周围环境，规划驾驶线路，最终通过线控执行系统操纵车辆。
原先由驾驶员施加人力，通过真空和液压等去推动各个系统的方式逐渐被电子化、电动化系统所替代；越来越多的加减速和转向动作需要由“机器”来完成，控制系统通过输入一个电信号控制各个执行系统进行精确操作，这类电信号替代机械力的线控技术将会在自动驾驶时代全面渗透。
车辆控制执行部分的核心任务是通过纵向和横向控制系统的配合使汽车能够按照决策部分规划的轨迹稳定行驶，并且同时能够实现避让、保持车距、超车等动作。
车辆制动系统的发展经历了从真空液压制动（HPB）到电控和液压结合（EHB），到新能源汽车发展的阶段逐步转向纯电控制的机械制动（EMB）和更智能化的线控制动。
2017年全球汽车制动系统市场规模超280亿美元，中国超580亿人民币，已经进入平稳增长阶段。汽车制动系统单车价值大概2000元，电子液压制动系统成为行业发展的主要拉动力量。随着涡轮增压发动机的渗透率提升以及汽车电气化的发展，电子液压制动系统拓展了市场空间，2020、2025年国内市场规模分别可达258亿元、375亿元。
转向系统的技术路径与制动系统有类似之处，传统纯机械转向系统几乎被替代，由机械液压助力转向系统（HPS），升级至电子液压助力转向系统（EHPS）之后，由电力驱动的电动助力转向系统（EPS）逐步占据主流。随着汽车电子化程度不断加深，转向系统电子化渗透率加速，电动助力转向逐步占据主流，而未来自动驾驶时代的到来，进而进入线控转向。
2017年全球汽车转向系统市场规模超300亿美元，中国超430亿人民币，已经进入平稳增长阶段。汽车转向系统单车价值大概1500元，电动助力转向系统相对价值量较高，EPS可以避免许多HPS需要的部件，如泵、软管、传动带等，简化了转向系统的设计和构造，节约成本，减少体积，减轻重量。EPS在传统车渗透率的提升以及在新能源车的应用成为行业发展的主要拉动力量，预计2020、2025年国内市场规模分别可达328亿元、453亿元。
二、制动
制动系统电子化是自动驾驶的必由之路
车辆纵向控制是在行车速度方向上的控制，即车速以及本车与前后车或障碍物距离的控制。驱动与制动控制都是典型的纵向控制，可通过对电机驱动、发动机、传动和制动系统的控制来实现。而除去电动车独有的电机电控驱动的部分，制动系统由传统系统电子化升级，继而进入线控时代。
2.1 制动系统发展历程及电子化趋势
制动系统原理：当驾驶者踩下刹车踏板时与其连接的推杆将力传递到真空助力器。真空助力器是一个通过大气压和真空的压力差将力矩放大然后传送给液压制动总泵从而进行制动的装置。对于传统车来说，真空源是由发动机的负压产生的；而涡轮增压发动机的进气歧管内负压很低，自动变速箱低温启动时真空度不够，并且电动车或者纯电行驶的插电式混合动力汽车，由于没有发动机或者发动机不工作，无法获得稳定的真空源，同时新能源车本身还需要尽量通过动力电机进行制动能量回收，为此的解决方案，一是使用电子真空泵，但需要持续运转，相对能耗较高，并且一旦电子真空泵发生故障，整个刹车系统将失去真空度；另一种方案则是电子线控刹车系统。
车辆制动系统的发展经历了从真空液压制动（HPB）到电控和液压结合（EHB），到新能源汽车发展的阶段逐步转向纯电控制的机械制动（EMB）和更智能化的线控制动。
2.1.1 传统液压真空制动
传统的真空助力器+液压制动系统，通过发动机或伺服器装置提供并维持真空环境，真空助力器对驾驶员踏板施加的力进行放大，并向制动总泵施加推力，制动总泵的推力利用帕斯卡定律向各轮胎的制动分泵传导，由活塞推动制动片夹紧制动盘，从而实现制动力。
2.1.2 电子液压制动系统（EHB）
真空助力的液压制动系统
电动助力器液压制动系统
2.1.3 电子机械制动系统（EMB）
纯电控制的电子机械制动系统（EMB）完全不含机械结构，由电机产生制动力，控制制动器制动。在后续发展中完全通过信号线接受计算机提供的制动信号来提供制动力，因此也成为线控系统。
2.2 市场空间大，电子液压制动系统为主要增长点
2017年全球汽车制动系统市场规模超280亿美元，中国超580亿人民币，已经进入平稳增长阶段。汽车制动系统单车价值大概2000元，电子液压制动系统成为行业发展的主要拉动力量。
随着涡轮增压发动机的渗透率提升以及汽车电气化的发展，电子液压制动系统拓展了市场空间，2020、2025年国内市场规模分别可达258亿元、375亿元。
整车企业对于新供应商更为保守，尤其是制动涉及到安全，国内自主零部件很难较快进入配套体系。目前国内企业尚停留在配套部分零部件的水平上，如制动系统刹车盘、刹车鼓。市场竞争激烈，同质化严重；
采埃弗、博世、大陆等占据了系统的主要市场；国内技术储备弱，中国品牌受到合资品牌的挤压，以商用车、单一件供应为主，乘用车供应商有亚太股份，商用车为万安科技；拓普集团由电子真空泵研发，已经进入量产装车阶段，并且持续投入智能刹车系统的开发。
2.3 制动系统主要供应商，博世大陆领先，国内产商从零部件入局
2.3.1 博世
博世2015年推出的iBooster二代智能化助力器用踏板位置传感器产生信号替代了传统的真空助力器。
该系统主要由BOU、ACM-H（Actuation Control Module – Hydraulic，液压助力控制模块）和ESP组成。BOU带有PTS，用于探测驾驶员的制动需求；BOU和制动踏板是解耦的，集成了踏板感模拟器，踏板感模拟器内部主要是一个弹簧阻尼机构，能灵活调节踏板感。ACM-H主要由电动液压泵、高压蓄能器和电子控制单元组成，它的任务主要是给液压制动系统供能，同时负责回馈力矩和液压力矩的协调控制。该系统的ESP和普通的ESP相比，多了主动增压的功能，它能在ACM-H失效时主动增压，确保制动安全，同时它和电机控制单元以及ACM-H之间也有回馈力矩、车辆稳定因子等信号交互。
该系统踏板解耦，踏板感可以灵活设计，动态控制电机回馈力矩和液压制动力矩的协调分配，优先利用再生力矩，实现最大效能的制动能量回收；同时它具有强大的失效模式，ACM-H失效时ESP可以补偿，液压失效时，还有机械结构保证安全。但是系统零部件多，构造复杂，需要增加4根制动管，重量无优势，调试和维护成本高。
采用电控方式后，可以与电动车的动能回收系统相结合，在放开油门时利用电机的动能回收模式反向为电池充电。例如检测到驾驶员制动踏板力度较小，可以判断为优先使用电机动能回收模式产生的制动力；若检测动能回收产生制动不足，再配合制动系统提供制动力。具体性能如下：
与传统液压制动相比，博世产品最大优点在于产生制动力响应快速，无需真空泵，可以接近100%动能回收以及可以配合ACC、AEB等智能驾驶功能，包括可以配合未来更高级别自动驾驶功能。
产能方面，2017年8 月 1 日，博世亚太地区 iBooster 生产基地在南京动工，项目总投资1 亿欧元，计划于 2019 年正式投产，初期产能为 40 万件，2023年形成 近300万，预计最终形成年产450万至500万件的产能。我们认为短期内电子液压制动相比纯电机械制动仍有较大优势，看好博世保持制动系统出货量全球领先的地位。
iBooster是目前应用最广的电子液压制动系统，已经装车在、特斯拉全系列、保时捷918、比亚迪e6、凯迪拉克CT6、雪佛兰Bolt和Volt、本田CR-V、蔚来ES8、奇点is6、法拉第未来FF91。
2.3.2 大陆
大陆的MK C1电液制动系统原理与博世iBooster类似，它的集成度更高，将ESC集成到了同一模块中。
这种方案无真空助力器和EVP，也没有液压泵或蓄能器等部件，取而代之使用高性能电机，通过齿轮机构驱动活塞直线运动，以产生制动主缸压力。较之普通制动系统，它更轻巧，系统响应更快，能够显著地提升建压速度，有效地缩短制动距离，满足新型高级驾驶辅助系统对制动压力控制动态特性的更高要求。协调再生制动功能和基于ESP/ESC、EHB技术类似，同样能实现高效的制动能量回收。
该系统的制动踏板也可以是解耦的，建压过程与制动踏板之间没有直接的联系，踏板感觉由一个集成在执行模块中的弹簧/缓冲器单元来产生的。踏板感可根据整车要求分别调整，还可按照不同行驶情况（如紧急制动）或操作模式（如“运动”）进行单独调整，能在无需任何附加措施的条件下，实现再生制动与舒适性的完美统一。
性能方面，MK C1形成完全制动力约需150mm，略大于iBooster，但也仅需传统液压方式的一半左右。其他主要性能，包括减速度、能量回收比例等与博世iBooster无显著差异。MK C1量产时间为2016年，晚于iBooster，并且由于性能上存在一定差异，因此批量使用情况不如iBooster。
2.3.3 采埃孚
采埃孚最新投入应用的6活塞泵电子稳定控制系统（EBC460）具备高度集成的特点，除电子制动，还具备自动紧急刹车系统（AEB）、自适应巡航系统（ACC）、制动能量回收等，最大可以满足0.3g加速度的制动能量回收。
EBC 460的性能参数与大陆MK C1相似，与博世iBooster相比在响应时间上略长。此外EBC 460今年于欧洲实现量产，已于宝马7系量产车型实现配置，国内的处于最终验证阶段。量产上市时间落后于博世iBooster。
2.3.4 自动驾驶线控制动系统的需求
近期快速发展的电子液压EHB，博世占据了当仁不让的龙头地位，大陆和采埃孚相继有较成熟的产品，将逐步占据一定的市场份额。
国内的供应商由于在传统底盘电控系统ESP/ESC/EHB、电磁阀等关键零部件的开发与制造方面存在短板，EHB或其他新型制动助力器产品的研发与国外尚有差距。
以未来自动驾驶的要求审视目前电子制动系统，我们认为“尚有差距”。以博世iBooster为例，虽然已在特斯拉、凯迪拉克、雪佛兰等相关车型上有较广泛应用，但ESC等冗余配置无论在性能还是寿命上都比iBooster有较大差距，导致不足以符合L4及以上级别的高级自动驾驶需求。
此外，谷歌Waymo、通用Cuise等领先的自动驾驶公司正在加速自动驾驶在出租领域的量产落地，例如谷歌将与菲亚特及捷豹路虎合作量产数万辆出租车，计划今年年内就将开始运营。不排除为了可靠的线控系统，这类“不差钱”的自动驾驶公司会独立或合作开发在冗余配置和寿命等方面对自动驾驶足够可靠的线控系统。这对于博世、大陆、采埃孚等Tier 1来说是不得不考虑的因素。
三、转向
电动助力转向占据主流，未来方向为线控系统
车辆横向控制指垂直于运动方向上的控制，对于汽车也就是转向控制。目标是控制汽车自动保持期望的行车路线，并在不同的车速、载荷、风阻、路况下有很好的乘坐舒适性和稳定性。
3.1 转向系统的发展路径及EPS和线控趋势
转向系统的技术路径与制动系统有类似之处，传统纯机械转向系统几乎被替代，由机械液压助力转向系统（HPS），升级至电子液压助力转向系统（EHPS）之后，由电力驱动的电动助力转向系统（EPS）逐步占据主流。随着汽车电子化程度不断加深，转向系统电子化渗透率加速，电动助力转向逐步占据主流，而未来自动驾驶时代的到来，进而进入线控转向。
相比于制动系统，转向系统需要施加的力相对较小，并且不存在制动过程中产生高温等对电动机来说比较恶劣的环境，因此EPS的商业使用更广泛。
传统纯机械转向系统几乎被替代，小型卡丁车还在继续使用；机械液压转向HPS适用范围最广，可以匹配各类商用车和乘用车，因为其助力较大的特点，在重型车辆上应用尤为广泛；电子液压转向EHPS主要适用于中大型商用车、大型MPV和SUV；电动助力转向EPS传动效率高（90%+），能耗低、装配简单方便、操纵稳定性舒适性的优势及无刷电机、主动回正的趋势，主要适用于轿车以及小型MPV和SUV，是现在的主流配置，在欧美日韩的渗透率已经非常高，国内还处于渗透率提升的过程中；EPS或EHPS是纯电动车的必选，是混合动力车的最优选择，未来的线控转向系统会成为连接整个自动驾驶横向运动控制的枢纽。
3.1.1 机械液压助力转向系统（HPS）
机械液压助力转向，利用人体转动方向盘的力与发动机机械能结合，并结合液压对施力的放大效果，推动转向拉杆，完成转向动作。
机械式液压助力系统主要包括齿轮齿条转向结构和液压系统(液压助力泵、液压缸、活塞等)两部分。工作原理是通过液压泵(由发动机皮带带动)提供油压推动活塞，进而产生辅助力推动转向拉杆，辅助车轮转向。
首先位于转向机上的机械阀体（可随转向柱转动），在方向盘没有转动时，阀体保持原位，活塞两侧的油压相同，处于平衡状态。当方向盘转动时，转向控制阀就会相应的打开或关闭，一侧油液不经过液压缸而直接回流至储油罐，另一侧油液继续注入液压缸内，这样活塞两侧就会产生压差而被推动，进而产生辅助力推动转向拉杆，使转向更加轻松。
机械液压助力技术成熟稳定，可靠性高，应用广泛。但结构较复杂，维护成本较高。而且单纯的机械式液压助力系统助力力度不可调节，很难兼顾低速和高速行驶时对指向精度的不同需求。
3.1.2 电子液压助力转向系统（ EHPS）
电子式液压助力与机械式液压助力的区别主要是油泵的驱动方式不同，机械式液压助力的液压泵直接是通过发动机皮带驱动的，而电子式液压助力利用ECU检测方向盘的转向角度，并由电力驱动电子泵对液压缸施力，可以将方向盘设计得很“轻”，方便驾驶员使用。
电子液压助力的电子泵，不用依靠发动机本身的动力带动，而且电子泵是由电子系统控制的，不需要转向时，电子泵关闭，进一步减少能耗。电子液压助力转向系统的电子控制单元，利用对车速传感器、转向角度传感器等传感器的信息处理，可以通过改变电子泵的流量来改变转向助力的力度大小。
3.1.3 电动助力转向系统（ EPS）
电动助力转向系统（EPS）主要由方向盘传感器、控制单元和助力电机构成，由于可以避免液压助力系统的液压泵、液压管路、转向柱阀体等结构，设计和构造简单。
EPS工作原理是在方向盘转动时，方向盘传感器将转动信号传到控制单元，控制单元通过计算给电机提供适当的电压，驱动电机输出的扭矩，再经减速器降转速提扭矩后推动转向拉杆，提供转向助力。EPS能够让方向盘在低速时更轻盈，高速时更稳定。
由于智能驾驶的发展，线控转向的概念也越来越普及。EPS与线控转向之间的差异主要在于线控转向取消了所有的机械连接，单纯使用传感器获得方向盘旋转角度数据，然后 ECU 将其折算为具体的驱动力数据，用电机推动转向机转动车轮。
2014款英菲尼迪Q50是第一款装配线控转向的量产车。为了保证冗余性，它有3个ECU，同时还有一套机械转向系统。如果电子控制装置出现问题，则驾驶员可以恢复机械控制。
此外，根据辅助马达的位置有四种形式的EPS。它们是柱辅助型（C-EPS），小齿轮辅助型（P-EPS），直接驱动型（D-EPS）和齿条辅助型（R-EPS）。
3.2 市场规模平稳增长，电动助力转向系统为主要增量
2017年全球汽车转向系统市场规模超300亿美元，中国超430亿人民币，已经进入平稳增长阶段。汽车转向系统单车价值大概1500元，电动助力转向系统相对价值量较高，EPS可以避免许多HPS需要的部件，如泵、软管、传动带等，简化了转向系统的设计和构造，节约成本，减少体积，减轻重量。EPS在传统车渗透率的提升以及在新能源车的应用成为行业发展的主要拉动力量，预计2020、2025年国内市场规模分别可达328亿元、453亿元。
全球范围来看，转向系统厂商集中度较高，主要集中在美国、欧洲、日韩等地，捷太格特和博世（原ZF Lenksysteme）共占据超过一半的市场份额，仅捷太格特的转向系统占全球市场份额26%，EPS领域达27%，稳居第一。
在日韩及欧美国家，电动助力转向系统的渗透率以及非常高，甚至达到90%以上的乘用车渗透率，而国内还处于渗透率提升，由液压助力升级至电动助力转向的过程中，市场潜力很大；并且随着新能源汽车的发展，电子液压转向和电动转向系统是最优选择，未来进入自动驾驶时代，EPS以及线控转向的需求将会迅速提升。
在中国市场，捷太格特和博世等外资厂商仍然占主导地位，与此同时，中国汽车系统（CAAS）、浙江世宝、富奥股份、新航豫北、易力达等本土企业也表现出较高的成长性，市场份额不断扩大。而国内转向系统企业的配套客户主要集中在自主品牌乘用车企和商用车企，而对于合资车企仅能成为其第二位或更次级的供应商。
3.3 转向系统主要供应商，捷泰格特领头，国内产商进入电动转向系统
3.3.1 JTEKT（捷太格特）
捷太格特是EPS主要供应商之一，自1988年开始研发EPS，拥有完善的产品线， 2017年转向系统占全球市场份额26%，EPS领域达27%，稳居第一。
产能方面，据媒体发布会高管介绍，2019年天津工厂量产后，RP-EPS全球产能超200万套/年，DP-EPS日本工厂2020年量产后全球产能超600万套/年。预计未来将继续占据EPS全球产销量领先的位置。
3.3.2 博世华域转向
博世华域转向系统有限公司是目前中国乘用车转向系统业务规模最大、市场占有率最高、集开发制造为一体的高新技术企业。公司产品包括平行轴式电动助力转向系统（EPSapa）、双齿轮式电动助力转向系统（EPSdp)、管柱式电动助力转向系统（EPSc）、液压助力转向系统（HPS）和相关零部件等。客户主要涵盖了大众、通用、吉利、上汽乘用车、奔驰、捷豹路虎等40家整车厂。
2017年公司销售收入93亿元，电动转向业务绩效和产品市占率位列国内第一，到2020年预计可以完成国内市场市占率超30%的目标。
3.3.3 Nexteer耐世特
2017年，耐世特（Nexteer）公司开发了“耐世特随需转向?系统”和“耐世特静默方向盘?系统”。
随需转向系统可实现人工控制和自动驾驶控制的安全切换，支持运动、舒适、手动操控等多个驾驶模式。
静默方向盘系统使得在自动驾驶中方向盘保持静止状态，还可搭载完全可收缩式转向管柱，在自动驾驶模式下方向盘可收缩至仪表板内，增加可用空间并提升驾驶舱舒适度。
2017年耐世特EPS销量约占全球13%，占中国国内市场份额的27%。EPS业务收入24.82亿美元，占总收入的64%，同比增长4.13%。
3.3.4 浙江世宝
浙江世宝是中国领先的汽车转向系统整车配套商，主要产品包括商用车循球球转向器、商用车和乘用车电子助力转向系统、转向节、转向管柱及其他部件，也提供自动驾驶和无人驾驶汽车的线控转向、智能转向系统。公司是国内率先完成电动助力转向系统和智能转向系统自主研发的企业。
产能方面，公司2018年中期 告说明，电动助力转向系统（EPS）总成装配线及关键零部件生产设备陆续采购到位， 预计今年末EPS的总成产能将达到 100 万套/年。
四、智能传动
4.1 轮毂电机
轮毂电机是传动领域较领先的技术路线，从传统的单一、中置发动机和传动系统技术转变为电机直接安装于轮毂内提供动能，可以理解为一种“分布式”的动力技术，可以通过计算机为四轮提供不同的动力，可以实现更精准的加速、制动、转向等功能。
我们认为轮毂电机是未来高级自动驾驶新能源车天然的传统解决方案，因为自动驾驶的决策均由计算机给出，单一、中置发动机和传动系统的技术路线限制了计算机输出的自由度，而轮毂电机可以最大程度上发挥车载计算机多线程输出的优势，实现计算机对车辆更精准的控制。
但是目前由于算法和电机性能所限，成熟的差速器解决方案在短期和中期仍将处于重要的位置。
4.2 轮毂电机优缺点
五、投资建议
5.1 拓普集团
拓普集团是一家从事汽车核心零部件研发、生产与销售的模块化供应商，主营业务包括减震器、内饰功能件、底盘系统、智能驾驶系统。智能驾驶部分，公司研发了智能刹车和智能转向系统，其中智能刹车系统开始销售。
公司近期由于下游整车产销量增速放缓等原因，毛利率、净利率有不同程度的下滑。公司着力于智能刹车、智能转向、底盘系统轻量化等项目的开发，适应汽车产业的发展，提高竞争力。
公司智能刹车业务自2015年形成销售，在公司收入和利润中占比不大，但营收增速较快。该业务毛利率较公司总体高，也是公司着力发展的方向。
5.2 耐世特
耐世特为全球领先的先进转向及动力传动系统研发、制造公司。公司具备作为全面服务供应商的竞争优势。公司继续将产品专注于电动助力转向(EPS)，该技术为汽车消费者带来更好的燃油经济性及减低排放。
近期虽然汽车产业发展放缓，但由于2018年上半年亚太、南美、欧洲等地轻型车产量增长，并且人民币贬值对出口有利影响，公司毛利率略有增长。但2018年下半年全球汽车市场不景气，可能对公司营收、净利产生不利影响。
2017年，耐世特（Nexteer）公司开发了“耐世特随需转向?系统”和“耐世特静默方向盘?系统”。请见“3.2.4 耐世特”部分。
5.3 华域汽车
华域汽车脱胎于上汽集团的零部件业务，目前产品涵盖独立汽车零部件研发、生产及销售。主要包括“金属成型与模具、内外饰、电子电器、功能件、热加工、新能源”六个业务板块。
由于2018年以来国内汽车市场销量总体增速趋缓，公司近期毛利率持续下降，但由于合营企业表现良好，净利率有所提高。
此外今年下半年汽车行业景气程度持续下降，预计对公司产生不利影响。公司完成上海小糸车灯50%股权收购、设立华域麦格纳电驱动、整合汽车电子泵类业务；加快24GHz后向毫米波雷达市场开拓和77GHz雷达研发，有助于公司提高竞争力。
博世华域转向系统有限公司是目前中国乘用车转向系统业务规模最大、市场占有率最高、集开发制造为一体的高新技术企业。华域汽车占49%股份。请见“3.2.3 博世华域转向”。
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