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1、 1/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 行業研究報告 慧博智能投研 空氣懸架空氣懸架行業深度行業深度:商業模式、競爭格局:商業模式、競爭格局、產業鏈及相關公司深度梳理產業鏈及相關公司深度梳理 汽車懸架是車架與車橋之間的一切傳力連接裝置的總稱,可以保證車輛的正常行駛,使車輪在路面不平和載荷變化的運動狀態下有理想的運動特性,保證汽車的操縱穩定性使汽車獲得高速行駛的能力。汽車懸架正在由被動懸架向主動懸架升級??諝鈶壹茏鳛橹鲃討壹芙Y構較為復雜,但隨著消費者對汽車行駛的舒適性、操控性等要求逐漸增加,疊加汽車電動化智能化快速提升,空氣懸架市場空間也將進一步提
2、升。下面我們就空氣懸架的空氣懸架的優勢優勢、產業鏈及相關公司產業鏈及相關公司、商業模式商業模式等方面進行深度解讀,試圖把握空氣懸架的未來發展趨勢。一、一、概念概念 1.汽車懸架汽車懸架 汽車懸架是汽車車身(車架)與車輪之間的連接裝置,主要作用是傳遞車身與車輪之間的力矩汽車懸架是汽車車身(車架)與車輪之間的連接裝置,主要作用是傳遞車身與車輪之間的力矩。通常汽車懸架結構由彈性元件彈性元件、減振器減振器以及導向機構導向機構組成,這三部分分別起緩沖振動、吸收振動和傳遞力矩的作用。根據懸架系統的彈簧剛度和減振器的阻尼比這兩個參數是否可調,可以把懸架系統分為被動懸架、半主動懸架與主動懸架。隨著對駕駛舒適性
3、和操控性的追求,汽車懸架逐漸向主動懸架演變,而空氣懸架即為主動懸架。2.空氣懸架與傳統懸架的差異空氣懸架與傳統懸架的差異 空氣懸架相比于傳統懸架結構更為復雜,與傳統懸架的最大差異在于彈性元件的升級,并新增電子控制系統及氣泵等部件,賦予懸架智能主動調節功能??諝鈶壹芟到y包括減振系統、氣路系統以及控制系統??諝鈶壹芟到y包括減振系統、氣路系統以及控制系統。減震系統包括空氣彈簧和阻尼可調減震器;氣路系統包括空氣壓縮機、儲氣罐、氣泵和分配閥;電子控制系統包括傳感器、控制器 ECU 等。2/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3.空氣懸架的工作原理空氣懸架的工
4、作原理 傳感器將收集到的車身狀態信號傳給控制單元 ECU,控制單元依據一定的算法發出指令,驅動空氣供給單元工作,吸入空氣并通過空氣濾清器去除雜質并干燥后送入儲氣罐,通過分配閥輸送到各輪邊空氣彈簧,以達到調節懸架高度及剛度的目的。4.與與傳統懸架傳統懸架相比相比空氣懸架空氣懸架的的優勢優勢(1)車身高度可主動調節,適應不同道路駕駛情況車身高度可主動調節,適應不同道路駕駛情況 根據不同的路況或主動輸入信號,ECU 通過控制空氣壓縮機和排氣閥門,使彈簧自動壓縮或伸長,從而降低或升高底盤離地間隙。比如,在高速行駛時,降低底盤和車身高度以減小風阻;在越野行駛或者通過復雜路段時,抬高車身高度以保護底盤和提
5、升復雜路段通過性。此外,空氣懸架還可以通過手動輸入信號,使得車身高度在不同載重時保持恒定,或者單獨調節前橋后橋高度以滿足乘員和載貨的需求。(2)空氣懸架減振器實現阻尼連續可調,靈活改變懸架軟硬空氣懸架減振器實現阻尼連續可調,靈活改變懸架軟硬 QU9UoWcZ9WmZoOnNmO9P9R8OmOmMmOpNjMoPnNfQqQuMaQoPpPuOmRpMNZsOtR 3/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 相比于傳統懸架,空氣懸架減振器可以調整阻尼大小。阻尼越大,懸架系統偏硬,車輛更加容易保持車身姿態、減小過彎側傾,車輛操縱性表現更好;阻尼越小,懸架
6、系統偏軟,傳導到車身的震動就更小,舒適性有所提升??諝鈶壹芡ㄟ^車速、轉向等傳感器,對道路情況進行實時監測,對懸架的阻尼及剛度進行調節,來滿足不同情況下對舒適性和操縱性的不同要求。主要調節方式有兩種,一種是改變減振器結構,在活塞或減震器內外腔室間增加電磁閥,通過控制閥門開度以改變減振器工作時內部液體流動的阻力,從而改變阻尼大小。另一種是改變減振器油液,通過加裝電磁線圈以使減振器油液帶磁性,通電后電磁線圈產生的磁場力會改變減振器油液受到的阻力,從而改變阻尼大小。(3)空氣彈簧剛度較低、可調帶來更舒適的駕乘體驗空氣彈簧剛度較低、可調帶來更舒適的駕乘體驗 懸架偏頻與彈簧剛度成正比,與簧載質量成反比。偏
7、頻越小,車身振動加速度越小,駕乘舒適度越高??諝鈴椈删哂小胺?S”型的剛度曲線,可以在額定載荷附近維持較低的剛度值。同時,空氣彈簧可以通過改變氣體壓強調節剛度,讓偏頻處于一個較小的穩定值,提升駕乘舒適度。此外,通過引入多腔室空氣彈簧,不同的氣室搭配可以改變空氣彈簧體積以實現更大的剛度調節范圍。二、二、發展歷史階段發展歷史階段 參照歷史空氣懸架技術成熟,普及度受成本制約較大??諝鈶壹艿臍v史可以追溯到一百年前,甚至空氣彈簧的概念出現時間要早于螺旋彈簧??諝鈴椈傻陌l展同樣經歷了概念提出、規?;占暗入A段。1.概念提出:概念提出:4/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究
8、報告研究報告 1920 年第一個真正意義上的空氣彈簧進行了實車試驗。1929 年 TATRA 汽車公司將首款空氣彈簧裝備在了卡車之上。1946 年美國人 William Bushnell 為他設計的 StoutStout Scarab 實驗車上裝備了由Firestone 公司設計生產的空氣彈簧,這也是世界上第一輛采用全空氣懸架的汽車。在這個階段,空氣彈簧的概念被提出并嘗試被量產,但是由于制造工藝以及材料的問題,減震性能與耐用性沒有得到解決,空氣懸架沒有得到真正意義的量產。2.規?;占埃阂幠;占埃?957 年空氣懸架開始實現量產與應用,凱迪拉克 Eldorado 成為第一個裝備空氣懸架的量產
9、車型。20 世紀 60 年代開始全球主流的汽車廠商開始逐步在高端車型上普及空氣懸架系統。其中奔馳的小范圍推廣以及勞斯萊斯的使用開啟了空氣懸架在歐洲的普及。20 世紀 60 年代,隨著福特林肯裝載空氣懸架之后,美國市場開啟普及。同期,日系品牌開始推廣空氣懸架系統。3.優化與下探:優化與下探:21 世紀后,空氣懸架經過了長達一個世紀的發展,性能與耐用度都有了很大程度的提升,同時功能也變得越來越豐富。同時隨著 AMK 為主的供應商實現成本的下探,空氣懸架開始逐步搭載于更加經濟的車型上??諝鈶壹芙洑v了長達一個多世紀的發展,技術與功能層面處于成熟階段。當前主要制約空氣懸架發展的因素為產品的成本,包含配套
10、成本和維修成本。隨著 AMK 等廠商逐步實現成本的下探,空氣懸架有望在更多車型上普及。三、三、產業鏈分析產業鏈分析 我國本土供應商主要集中在上游零部件制造領域,行業下游新加入大量新能源主機廠。綜合空氣懸架產業鏈來看,本土供應商在上游已經實現多點突破,空氣彈簧、空氣壓縮機等核心部件已經實現國產化,且在成本上擁有顯著優勢,價格比同類進口零件降低 25%-30%。在行業下游,傳統的空氣懸架車企均在 BBA、保時捷、路虎等歐美豪華品牌使用,主要的供應商仍是大陸大陸和威巴克威巴克。近年來,本土新能源品牌配置空氣懸架的意愿逐漸提升,蔚來、嵐圖、極氪等紛紛入局,為行業下游帶來增量空間。5/22 2022 年
11、年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 1.上游上游(1)空氣彈簧:空懸系統標志性部件空氣彈簧:空懸系統標志性部件 空氣彈簧調節車身高度以及保持剛度穩定??諝鈴椈烧{節車身高度以及保持剛度穩定。通過控制空氣彈簧的充氣量,可以調整氣囊的長度,以調整車身高度。對于汽車的不同載重,還可調節空氣彈簧的壓強以保證彈簧的剛度穩定。根據結構的不同,汽車懸架所使用的空氣彈簧主要可以分為囊式和膜式兩種。囊式空氣彈簧由夾有簾線的橡膠氣囊和密閉在其中的壓縮空氣所組成,主要依靠橡膠氣囊的撓曲獲得形變。膜式空氣彈簧的密閉氣囊由橡膠膜片和金屬壓制件組成。囊式空氣彈簧由于氣囊之間有簾線使得中間部分無法
12、徑向擴張,通常承力更大,精度較難控制,主要用于商用車中。膜式空氣彈簧剛度較小,車身自然振動頻率較低;尺寸較小,在車上便于布置,多用在乘用車上??諝鈴椈砂凑諝馐业臄盗恐饕袉吻?、雙腔和三腔,通常氣室越多,彈性和綜合性能越好,結構更復雜,成本更高。單腔空氣彈簧只有一個氣室,結構、工藝相對簡單,成本較低,是目前國內乘用車較為廣泛使用的類型。其主要由上頂座總成、扣壓環、氣囊、鋁護筒、防塵罩、活塞、緩沖塊、減振器等部件組成。單腔空氣彈簧在靜載荷狀態下充放氣時可使車身升高或降低,但充放氣時空簧內部受力面積并沒有太大變化,故剛度的變化范圍比較有限。多腔空氣彈簧性能表現更優,隨著氣室的增多,剛度調節范圍更大,
13、綜合性能更優,但更復雜的結構、額外的執行器等部件帶來了更高的成本。6/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 空氣彈簧為空懸系統標志性部件,皮囊制造是核心壁壘??諝鈴椈蔀榭諔蚁到y標志性部件,皮囊制造是核心壁壘??諝鈴椈砷_發難度主要體現在橡膠件上,橡膠件需要保證足夠的強度和比較低的剛度,同時其耐用性決定空氣懸架使用壽命。早在 20 世紀五十至六十年代,被動空氣彈簧已經出現在公交、貨車等商用車上,海外空氣彈簧主要供應商大多擁有深厚的橡膠產品制造技術積累,并瓜分了大部分商用車和高端乘用車的市場份額。國內橡膠技術起步較早,具有較好的工業基礎,目前在空氣彈簧的研
14、發、制造、實驗驗證上均已實現。但相比海外公司產品仍在耐久性、可靠性上稍顯遜色??諝鈴椈芍饕珊M馄髽I供應,本土廠商孔輝科技和保隆科技已有產品量產上車??諝鈴椈芍饕珊M馄髽I供應,本土廠商孔輝科技和保隆科技已有產品量產上車。目前商用車領域空氣彈簧主要供應商為美國凡士通,乘用車領域主要生產商為大陸集團大陸集團和威巴克威巴克。國內方面產品加速追趕??纵x科技目前提供前后空氣彈簧總成產品,自有空氣彈簧裝配生產線,一期規劃年產 15 萬套,產品質量執行嚴格的 DV&PV 實驗標準。保隆科技傳統業務積累了豐富的橡膠生產經驗,為公司提供了技術優勢。其采用國際先進供應商提供的原膠及簾布材料,橡膠材料屈撓試驗 5
15、0 萬次無裂口,優于GB/T13061 等標準。保隆科技膜式彈簧滿足 500 萬次常溫疲勞試驗,達到并超過行業標準的臺架疲勞試驗次數和整車疲勞試驗里程,處于行業領先水平。中鼎股份中鼎股份積極布局,一方面通過收購普利司通普利司通收獲商用車空氣彈簧業務,另一方面自研乘用車空氣彈簧產品,依托于 AMK 對空懸整體的技術優勢及橡膠業務的技術積累,在研產品性能出色,并實現全部零件自產。(2)空氣壓縮機:技術門檻最高的核心部件空氣壓縮機:技術門檻最高的核心部件 空氣壓縮機是空氣懸架空氣的供給部件??諝鈮嚎s機是空氣懸架空氣的供給部件??諝夤┙o單元由空氣壓縮機、氣門閥與儲氣罐的零部件組成??諝鈮嚎s機是整個空氣
16、供給單元的核心部件,主要功能是壓縮空氣來向高壓空氣罐充氣,再由空氣閥組調節儲氣罐與空氣彈簧的氣壓與氣量??諝鈮嚎s機不直接連接空氣彈簧,因為空氣壓縮機工作時會有一定的噪音,而且頻繁工作也會縮短壓縮機使用壽命。并且由于壓縮空氣會產生冷凝水,空氣壓縮機還需配備空氣干燥器,以防止空氣冷凝產生水汽腐蝕金屬原件。7/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 空氣供給單元技術門檻最高,本土廠商海外并購獲取核心空氣供給單元技術門檻最高,本土廠商海外并購獲取核心技術。技術。車載空氣壓縮機主要有三大技術難點:1)能耗較高??諝鈶壹苁褂眠^程中需要頻繁壓縮空氣,故需要持續輸入能
17、量,部分車載空氣壓縮機會采取封閉式結構將排出空氣彈簧的空氣回收以減少壓縮機工作次數以降低能耗。根據華南理工大學、江蘇大學的數據模擬,當設定簧載質量為 2269kg、簧下質量為 825kg 的參數下,空氣懸架車輛使得車身升高 40mm 一次所需的能量就為 7729.9J-11537.2J,并且空氣懸架工作中需要持續多次升高或降低車身,故能耗較高。2)體積要求高??諝鈶壹艿目諝夤┙o單元通常安裝在前軸機艙或者后軸中央,需要與發動機、變速器、懸架連桿等部位共享空間,所以空氣壓縮機需要在功率足夠的情況下保證體積小和裝載的便利性。3)空氣質量要求高??諝鈶壹軐τ趬嚎s空氣的壓強有極高的要求,不同的“氣壓+氣
18、腔體積”組合才能實現空氣懸架的非線性剛度曲線,而在這期間空氣壓縮機不僅要持續提供高壓空氣,還需要對壓縮空氣進行干燥處理。目前市場上能自主研發生產空氣壓縮機的企業主要有大陸集團大陸集團、威伯科威伯科和 AMK 三家公司,其中 AMK于 2016 年被中鼎股份中鼎股份收購。大陸集團最新升級的空氣供給系統(CAirS)將干燥器、電動機、ECU 結合,實現了空氣懸架系統能耗的降低,并降低了整體的裝載體積。威伯科以制動系統業務起家,后進入 8/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 空氣懸架和空氣壓縮機業務,2020 年采埃孚采埃孚收購威伯科,作為其第十個獨立的
19、事業部運行。本土廠商中鼎股份于 2016 年完成收購德國 AMK 公司 100%股權,獲得其空氣懸架領域所有核心技術,2018 年成立 AMK 中國子公司安徽安美科安徽安美科,已獲得多家主機廠空氣供給單元定點。目前,由于技術門檻的限制,鮮有其他外國廠商或本土廠商進入該領域。(3)可變阻尼減振器:調節懸架阻尼系數可變阻尼減振器:調節懸架阻尼系數 可變阻尼減振器改變阻尼力可變阻尼減振器改變阻尼力-速度曲線,以實現懸架軟硬的變化。速度曲線,以實現懸架軟硬的變化??勺冏枘釡p振器通常和空氣彈簧裝配在一起形成彈簧減振器總成,以實現主動懸架效果??諝鈴椈珊蜏p振器連接同一個控制單元,可實現車身高度、減振器阻尼
20、以及彈簧剛度的同時可調,以及更高的調節頻率和精度。彈簧主要負責儲存行駛中的垂向振動能量。此時減振器也會進行壓縮,通過內部減振器油液的往復運動將機械能轉化為熱能,傳遞到缸筒散熱,以消耗振動能量,實現“減振”效果??勺儨p振阻尼器產品方案多樣,主流產品有以采埃孚為代表的電磁閥式減振器與以通用代表的的磁流變可變減振阻尼器產品方案多樣,主流產品有以采埃孚為代表的電磁閥式減振器與以通用代表的的磁流變減振器。減振器。電磁閥減振器式通過調節電磁閥門來改變減振器中油液工作腔孔的大小來調節阻尼;磁流變減振器則是將減振器中的油液替換成“磁流變液”,之后通過改變磁場強度來改變“磁流變液”的排列結構與緊密程度從而調節整
21、體的阻尼系數。倍適登倍適登在自身 ADS(自適應阻尼系統)減振器技術的基礎上,與奔馳合作,并于 2013 年開始為奔馳提供 ADS+空氣彈簧的集成模塊,其通過兩個連續可調電磁閥來獨立調節無限段位的壓縮與回彈阻尼力,可以實現毫秒級別的自動阻尼力切換。大陸集團也于 2019 年推出了自己的空氣彈簧減振器模塊,創新性地拋棄了阻尼油,通過空氣彈簧+氣閥組的模式實現阻尼連續可調,并且減少了空氣懸架系統的氣體消耗。9/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 可變阻尼減振器技術相對獨立,目前較為成熟??勺冏枘釡p振器技術相對獨立,目前較為成熟??勺冏枘釡p振器出現的時間
22、早于空氣懸架系統,減振器的技術相對獨立于空氣懸架的其他零部件。采埃孚的 CDC(Continuous Damping Control)連續阻尼控制技術與通用的 MRC 磁流變減振器技術已經經過三至四代更迭,目前已經可以達到 1000Hz 的工作頻率。在被動懸架向半主動懸架發展的過程中,為了實現懸架軟硬可調(即減振器阻尼可調),部分廠商在減振器上安裝了電磁閥,通過輸入不同的電信號來調整減振器阻尼的大小??勺冏枘釡p振器可以單獨使用,部分車型(如凱迪拉克 CT5、別克君越 GS)通過搭載可變阻尼減振器來實現半主動懸架的效果??諝鈶壹軠p振器市場被國際巨頭瓜分,本土廠商集成方案未來可期??諝鈶壹軠p振器市
23、場被國際巨頭瓜分,本土廠商集成方案未來可期。目前,全球主要減振器市場份額被采埃孚采埃孚、天納克天納克、倍適登倍適登等國際巨頭瓜分,它們也是大部分空氣懸架系統的可變阻尼減振器的供應商。國內減振器廠商中實力較強的企業有正裕工業正裕工業、天潤工業天潤工業和拓普集團拓普集團,本土廠商在可變阻尼減振器領域已經有產品投產,但是本土廠商目前尚未有空氣彈簧+減振器的集成方案。(4)空懸系統空懸系統 ECU:負責分配算力調節參數:負責分配算力調節參數 空懸空懸 ECU 是空氣懸架控制計算的核心單元。是空氣懸架控制計算的核心單元。傳感器將收集到的車身狀態信號傳給控制單元 ECU,懸架ECU 接受傳感器輸入信號,計
24、算得到最佳控制輸出信號,綜合調節空氣供給單元和空氣彈簧充氣放氣、減振器閥門,最后改變懸架系統各項參數與駕駛體驗。隨著汽車電子電氣架構的不斷演進,車載 ECU的功能會逐漸整合,未來懸架 ECU 可能與轉向、制動等系統的控制單元進行整合,集中在底盤域控制器上集中計算處理。10/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 空氣懸架空氣懸架 ECU 未來或將由主機廠自研為主。未來或將由主機廠自研為主。過去空氣懸架系統總成和軟硬件集成掌握在上游零部件廠商手中,所以空氣懸架 ECU 一般由生產空氣彈簧和空氣壓縮機的核心零部件生產商研發。同時空氣彈簧 ECU 在國內起步
25、比較晚,主要的控制技術掌握在合資供應商手中。大陸集團大陸集團將 ECU 整合在空氣供給單元上,威巴克威巴克、威伯科威伯科都自研了空氣懸架對應的 ECU 模塊。本土廠商中,孔輝科技孔輝科技、保隆科技保隆科技推出了自研空氣懸架 ECU。國內主機廠在空氣懸架系統上更傾向于“拆分采購,自主集成”,空氣懸架 ECU 模塊的設計將逐漸從零部件廠商轉向主機廠。主機廠自研空懸 ECU 優勢在于后期調試空間更大,對于懸架性能的掌握和控制更好,同時成本也得到優化。隨著電子電氣架構的演進,底盤域控制器成為發展趨勢。未來 ECU 等控制硬件及控制軟件算法有望全部集成到底盤域控制器中,這讓主機廠更傾向于自己掌握控制模塊
26、相關技術。目前研發實力較強的主機廠已經采用自研的 ECU,在國產化落地和控制權逐漸轉向主機廠之后,本土廠商有望打破軟硬件綁定過深、控制系統后期調校困難等局面。2.中游中游:總成端:總成端 系統總成工藝復雜壁壘高,國際巨頭壟斷。系統總成工藝復雜壁壘高,國際巨頭壟斷??諝鈶壹芟到y開發涉及多個子系統,且電控系統需要收集處理多個傳感器的信號并對零部件實施精準控制,對算法及控制系統要求很高。按照國家標準化管理委員 11/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 會頒布的空氣懸架系統設計規范,空氣懸架系統開發中需要考慮固有頻率、懸架阻尼、抗側傾能里力、抗縱傾能力等數
27、十個指標要求,驗收標準十分嚴苛。目前能提供全套空氣懸架系統的供應商主要有德國的大陸集團大陸集團和威巴克威巴克公司,幾乎壟斷了全球的豪華車市場。大陸集團利用先發優勢,提前構建集成技術壁壘。大陸集團利用先發優勢,提前構建集成技術壁壘。大陸集團空氣彈簧產品種類豐富,功能針對性強,覆蓋乘用車、重型卡車、掛車、甚至是農用機械等領域。在空氣彈簧的技術優勢上,大陸集團逐漸過渡為空氣懸架系統供應商,可以生產和提供電控空氣懸架懸架系統所需的所有部件,包括含有空氣彈簧、減振器以及電子空氣供給系統的整合控制系統。大陸集團的技術優勢主要體現在高度集成性上,根據大陸集團數據,一套 CAirS 空氣供給單元的整體重量為
28、3.6kg,比分散式布局零件的重量之和輕了 1-1.5kg。體積方面,CAirS 的尺寸是 206mm*148mm*106mm,比傳統布局降低 10%-25%,大小類似一臺數碼單反。在功能方面,CAirS 模塊可以同時控制空氣流量和壓力水平,如果搭配大陸提供的 18bar 高壓儲氣罐,配備該模塊的懸架系統理論高度調節速度可達 7mm/s,而普通的空氣懸架調節速度在 5mm/s 左右。威威巴克對空氣彈簧技術不斷升級,產品對接高端整車廠。巴克對空氣彈簧技術不斷升級,產品對接高端整車廠。作為領先的空氣懸架系統供應商,德國 NVH專家威巴克(Vibracoustic)擁有超過 20 年的汽車空氣彈簧開
29、發和生產經驗,能夠提供最先進的空氣彈簧產品組合(單腔室、多腔室),也與乘用車主機廠合作,提供空氣懸架系統集成服務。威巴克空氣懸架系統包括完整的電控系統、高度和加速度傳感器、空氣壓縮機、控制閥、儲氣罐、空氣彈簧等。威巴克是奔馳、奧迪、保時捷等豪華品牌的穩定供應商,同時也為部分中國車企提供前后軸空氣彈簧總成、空氣供給單元、ECU 等核心零部件,并可負責空氣懸架系統的集成。12/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3.下游下游:整車廠:整車廠 空氣懸架廣泛應用于商用車,乘用車領域定位高端市場。商用車空氣懸架相比傳統懸架更穩定、更舒適。而乘用車通常搭載電控
30、空氣懸架(ECAS),目前主要針對高端市場。(1)空氣懸架是豪車普遍搭載配置空氣懸架是豪車普遍搭載配置 空氣懸架過去多配置于奔馳,寶馬等豪華高端車型當中,對汽車的操控性、舒適性提升明顯。由于空氣懸架的成本高于傳統懸架系統,過去主要配置于 60 萬元以上的進口豪華汽車中,如:奔馳、寶馬、奧迪等中高端車型。(2)智能電動汽車是空氣懸架的絕佳載體智能電動汽車是空氣懸架的絕佳載體 從近年新上市的車型來看,空氣懸架配套車型的價位下探明顯,且新能源車中配置空懸的比例較大??諝鈶壹茉谛履茉雌囍械膬瀯葜饕w現在:1)保護底盤:電動車底盤搭載核心三電,對底盤高度及整車 NVH 更為敏感,空氣懸架提供的高度可調
31、性和行駛平順性,能更好地保護車輛核心系統。2)提升續航:搭載空懸的電動車,高速行駛時可以調低底盤離地間隙,減少風阻,降低能耗;同時相比傳統懸架,空懸少了很多金屬零部件,整體重量有所減輕,有助于提升續航里程。3)智能舒適:B 級以上同等級別的電動車要比燃油車重 6001000kg,傳統螺旋彈簧較難兼顧提供軟剛度同時要提供支撐力這兩個任務,但空懸可以完成;同時搭載傳感器及電控裝置的空懸后續還能與自動駕駛有更好的融合,提升電動車整體科技感。13/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告(3)商用車領域法規強裝要求商用車領域法規強裝要求 受法規強制安裝要求,空氣
32、懸架在商用車中逐步推廣。受法規強制安裝要求,空氣懸架在商用車中逐步推廣。根據 2017 年機動車運行安全技術條件規定,自 2020 年 1 月 1 日起,總質量大于或等于 12000kg 的危險貨物運輸貨車的后軸、所有危險貨物運輸半掛車以及三軸欄板式、倉柵式半掛車配備應裝備空氣懸架??諝鈶壹茉谏逃密囍型瑫r具備較好經濟性??諝鈶壹茉谏逃密囍型瑫r具備較好經濟性。相比傳統懸架,空氣懸架更輕,能提升商用車載重量并降低油耗。能提升駕駛平順性,提供更好的抓地力以保持車輛水平,從而減少車身側傾,提高了商用車的運輸能力。能有效保護零部件及所運精密設備,降低車輛維修費用和貨損風險。4.國內相關公司國內相關公司
33、自主供應商已具備技術實力,空懸逐步走向國產化。自主供應商已具備技術實力,空懸逐步走向國產化。相比于歐美在上世紀五十年代即開始使用空懸系統,國內廠商在空懸業務布局較晚,但幾家核心公司已具備相應技術實力。中鼎股份中鼎股份通過收購國外空懸巨頭AMK 布局空氣壓縮機業務;拓普集團拓普集團依靠自身 NVH 技術優勢,已具備全套空懸系統的供應能力;保隆保隆科技科技在空氣彈簧領域有先發優勢并正向減震器等細分領域開拓,同時傳感器業務也已完善;天潤工業天潤工業空懸業務主要集中在商用車領域,正在向乘用車領域拓展;孔輝汽車孔輝汽車是國內首家實現乘用車空懸系統量產的企業,其空懸產品已在嵐圖 FREE 上搭載供貨。(1
34、)保隆科技保隆科技:自研空懸核心零部件,產品與客戶快速突破自研空懸核心零部件,產品與客戶快速突破 14/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 保隆科技于 1997 年成立,2012 年開始研制空氣彈簧,2016 年開發電控減振器,2018 年進行 ECAS 攻關。公司是國內領先的國產空氣懸架 OEM 供應商之一,擁有完備的人才體系、開發流程和試驗、生產設施。公司在空懸領域主要產品有:空氣彈簧(乘用車+商用車)、電控減振器、儲氣罐、傳感器和控制器等。截止 2022 年 8 月,空氣彈簧減震器總成已獲得 6 家車企 12 個平臺項目定點。儲氣罐已獲得 9
35、 家車企17 個平臺項目定點。同時空懸 ECU 已研發成功,并獲得兩家車企定點。(2)中鼎股份中鼎股份:海外技術本土化落地,在手訂單充沛海外技術本土化落地,在手訂單充沛 公司旗下德國 AMK 作為空氣懸掛系統的高端供應商,是行業前三的領導者,自九十年代進入空懸系統業務領域以來,不斷提升產品總成技術,深耕行業二十多年,為捷豹路虎、沃爾沃、奧迪、奔馳、寶馬等世界頂級主機生產商配套。公司主要空懸產品:空氣供給單元。正不斷開拓空氣彈簧等領域新產品,已變更募資 1.02 億用作空氣彈簧研產。公司在空懸領域的核心競爭力在于:1)收購海外龍頭,吸收領先的技術優勢,承接海外客戶資源和優越的海外市場基礎。2)成
36、立子公司安徽安美科,海外技術本土化落地,持續降本。價格優勢凸顯+國內當地服務能力提升。3)訂單充裕,陸續獲得蔚來、東風嵐圖等國內多款頭部品牌主機廠新車型定點。截止目前,AMK 中國已獲訂單總產值 54.6 億元。(3)天潤工業:開辟空懸第二主業,乘用車市場逐步開拓)天潤工業:開辟空懸第二主業,乘用車市場逐步開拓 天潤工業前身“天潤曲軸”以曲軸業務、連桿業務和鑄鍛件業務為主。2020 年更名為“天潤工業”,與空懸專家張廣世博士共同成立天潤智能控制系統集成有限公司,張廣世在空氣懸架領域深耕多年,取得眾多專利。公司主要產品包含商用車底盤空氣懸架、半掛車空氣懸架、工程車橡膠懸架、含 ECAS 的懸架總
37、成等。15/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 空氣懸架業務作為第二主業,受益于傳統業務:1)鑄鍛件生產加工能力,可實現空懸系統關鍵結構件的自制;另外公司有重卡客戶基礎,與濰柴、三一重工、上柴動力等客戶有長期合作關系。2)明星技術團隊助力。3)濟南、上海研發中心將陸續成立,大力度的新產品開發投入。同屬商用車空懸領域,公司參考威巴克發展路徑,逐步實現不同地區和不同層級的市場全覆蓋。(4)拓普集團:產能拓普集團:產能初建,品類布局初建,品類布局“一整套一整套”拓普集團于 2021 年 11 月 24 日建成首個空懸配套廠,正式步入空懸領域。在公司生產端
38、,產能初建:寧波鄞州設立“空氣懸架系統一部”,建筑面積 8 萬平方米,預計年產能 200萬件,配套 50 萬輛車,具備空懸產品設計研發、試驗檢測、生產制造及供貨能力;數字化管理保障出廠質量:工廠生產線配備機器視覺和智能傳感器等,支持智能裝配和檢測、自動防錯、A 級追溯等,目標 PPM=25。在銷售端,傳統優勢業務積累大客戶基礎,整套解決方案強化客戶粘性,空懸新業務開拓新客戶+成為老客戶收入新增長極,未來單車配套價值量有望進一步提升。(5)孔輝汽車:國內首家乘用車電控懸架供應商孔輝汽車:國內首家乘用車電控懸架供應商 孔輝汽車是國內首家乘用車電控懸架(ECAS)系統供應商,優勢產品空氣彈簧規劃年產
39、能 15 萬套。公司主攻前裝市場 ECAS 系統解決方案、空簧總成、ECU(軟硬件)等。目前已獲嵐圖等 4 個主流車企 16個車型的 ECS 系統或空簧定點資格,嵐圖 FREE 2021 年 6 月率先量產。公司的核心競爭力在于:1)ECAS 全流程開發:含算法、車型策劃、功能定義、匹配設計、試驗、調校及量產。2)空氣彈簧總成等關鍵總成和部件的設計、開發、驗證能力。3)健全可靠、高性價比的供應鏈體系,可提供全套軟硬件產品。16/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 公司在實現國產替代的過程中,有望率先確立國內領先地位,而后進軍合資品牌及國際市場。四四
40、、商業模式、商業模式 新能源主機廠需求轉變,新能源主機廠需求轉變,“拆分采購、自主集成拆分采購、自主集成”路線優勢明顯。路線優勢明顯。在傳統采購模式中,Tier1 供應商自主生產或者購買零部件,自主研發控制系統、進行軟硬件集成,最后把全套空氣懸架系統出售給主機廠。但一方面海外供應商依托技術壁壘主導空氣懸架系統總成會導致軟硬件綁定過深,難以自主掌握軟件控制策略,使空氣懸架融入智能底盤系統。另一方面空氣懸架整系統開發難度大,不僅硬件成本高昂(空氣彈簧、空氣供給單元),而且控制系統開發、軟硬件集成的研發成本也非常高,平攤到每一套系統,導致采購成本高企。在汽車尤其是新能源汽車日益強調多功能、智能化,增
41、加各種配置的趨勢下,各個主機廠逐漸形成了“拆分采購”的模式:在這種模式下,主機廠向不同供應商采購空氣懸架系統的各個部件,自主研發 ECU和控制軟件,再進行軟硬件的集成。主機廠掌握空氣懸架的軟件控制權和開發周期,與新車型同步,并且在積累了空氣懸架使用經驗和底盤技術經驗之后,部分主機廠已經掌握初步的系統集成能力。所以更傾向于將大系統拆分為不同的零部件或者子系統,選取不同的供應商搭建供應鏈。本土供應商逐漸融入新能源汽車空氣懸架供應鏈,成本端、開發端優勢開始顯現。本土供應商逐漸融入新能源汽車空氣懸架供應鏈,成本端、開發端優勢開始顯現。截至目前,基于新能源主機廠“拆分采購,自主集成”的需求,不少本土供應
42、商已經進入空氣懸架供應鏈。從 2019 年初開始,孔輝科技基于自身空氣彈簧等產品優勢,與東風汽車團隊緊密合作共同開發,2021 年 6 月完成空氣懸架系統 SOP,突破了 Tier1 廠商集成限制。2022 年起,保隆科技開始向蔚來新車型 ET7 供應空氣彈簧產品;2022 年 6 月 21 日發布的理想 L9 的空氣彈簧供應商除了威巴克,也包括孔輝科技與保隆科技。17/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 相比國外廠商,本土供應商不僅成本端優勢明顯,而且研發團隊專注于國內市場,能快速相應需求,并在新車型底盤設計早期介入,最大程度匹配主機廠的開發進度
43、。本土零部件供應商逐漸轉向本土零部件供應商逐漸轉向“小集成小集成”,迎來新發展機遇。,迎來新發展機遇。本土廠商依托空氣懸架部件細分領域(比如空氣彈簧、空氣供給單元、減振器)的技術平移和成本優勢,不僅向主機廠供應硬件零部件,也在逐漸開發空氣懸架子系統的“小集成”產品。天潤工業天潤工業、保隆科技保隆科技都嘗試結合空氣彈簧與減振器,推出乘用車空氣彈簧+可變阻尼減振器一體化的產品;拓普集團拓普集團也已經布局類似大陸集團大陸集團 CairS 系統的集成式空氣單元(壓縮機、閥組、ECU 一體化)。未來一段時間,“小集成”+“拆分采購”趨勢,不僅有利于主機廠掌握后續車型調校的主動權,也使得本土供應商繞開了國
44、際巨頭系統集成的技術壁壘。隨著新能源車空氣懸架市場規模的迅速增長,國內零部件企業也會迎來高速成長期。五五、競爭、競爭格局格局 1.海外廠商起步較早,當前占主導地位海外廠商起步較早,當前占主導地位 空氣懸架核心部件技術壁壘較高,且直接影響行車安全,主機廠對產品品質把握嚴格,此前主要以采購外資供應商的成熟產品為主。外資供應商主要有:大陸、威巴克、AMK 等。其中大陸集團的 CairS 空懸供氣系統具備集成度高、尺寸小等優勢;威巴克主要對接國內商用車空懸配套;AMK 在空懸壓縮機技術上處于領先地位,同時具備供氣系統集成能力。2.伴隨國內車企裝配需求提升,空懸國產化伴隨國內車企裝配需求提升,空懸國產化
45、替代替代加速加速(1)近年空氣懸架國產化提速,主要基于:近年空氣懸架國產化提速,主要基于:1)主機廠空懸裝配意愿提升:造車新勢力等自主品牌尋求品牌突破;在消費升級態勢下,配置空懸有望成為車型亮點,提高電動車型競爭;此外電動汽車對底盤穩定性要求高。2)零部件企業配套條件逐步成熟:國內需求崛起,自主零部件公司占據區位優勢,更容易獲得主機廠訂單,同步開發響應更快。部分企業成功收購海外巨頭,獲得技術加成。同時自研能力有所提升,量產經驗得以積累。(2)國內供應商相較于國外廠商的競爭優勢:國內供應商相較于國外廠商的競爭優勢:1)體制靈活:國外廠商開發接近極限,工程師數量及產能較難支撐與國內主機廠更多開發及
46、配套,國內供應商擴產靈活。2)快速響應:國外供應商開發周期長達 2 年以上,無法滿足國內主機廠壓縮整車開發時間的要求,國內供應商響應速度更快。3)成本優勢:產線自動化水平高,開發成本低,配套成本較外資低 25%左右。18/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 3.軟硬件解耦趨勢下,國內零部件企業有望不斷突破軟硬件解耦趨勢下,國內零部件企業有望不斷突破 軟件定義汽車趨勢,汽車軟硬件逐步解耦:(1)電氣化和智能化變革促使汽車電子電氣架構調整,多功能集成化要求更高,ECU 整合后轉由域功能器調度,推動軟硬件解耦;(2)以英偉達為代表的車載芯片廠商提升開放性
47、,車企軟件實力和全棧式自研能力不斷強化,進一步為軟硬件解耦提供條件。零部件競爭格局重塑,國產零配件供應商加速國產替代:在軟硬件解耦趨勢下,主機廠負責空氣懸架ECU、控制方案研制和最終集成,而空氣懸架總成將分拆成空氣供給單元、空氣彈簧、傳感器等硬件,由零配件供應商對口供應,這為體制更靈活、擁有快速響應及成本優勢的本土空氣懸架單點突破帶來機遇;隨技術及產品不斷成熟,未來有望加速國產替代。六六、市場市場趨勢分析趨勢分析 1.歐美商用車市場滲透充分,國內乘用車市場滲透率上升空間大歐美商用車市場滲透充分,國內乘用車市場滲透率上升空間大 成本、技術等多因素限制,空氣懸架長期被限制在高端乘用車。成本、技術等
48、多因素限制,空氣懸架長期被限制在高端乘用車。在傳統燃油車中,空氣懸架系統被限制在高端車型主要有以下幾點原因:1)空氣彈簧密封工藝復雜,皮囊制造難度高等,所以空氣懸架的成本非常高昂。2)空氣懸架系統體積較大、很難集成到體積更小的乘用車上,系統集成與輕量化技術就需要花費高額的附加開發成本。3)早期電控系統不成熟,電控系統調節車身高度與減振器阻尼帶來的效用不及直接改進懸架連桿結構或者加固底盤強度等技術方向,并且還需要消耗燃油車電力。在滲透率方面,歐美市場起步早滲透高,國內市場滲透率仍有大幅提升空間。在滲透率方面,歐美市場起步早滲透高,國內市場滲透率仍有大幅提升空間。歐美商用車市場空氣懸架業務發展起步
49、較早。由于空氣懸架可緩和汽車所受沖擊力、減輕震動從而優化駕乘體驗、保護貨物免受強震動損壞,其在大巴、公交車以及貨車領域逐步得到普及。據中國商用汽車網,截至 2020 年,歐美重型載貨車市場空氣懸架滲透率可達到 80%,掛車市場空氣懸架滲透率可達到 40%。在乘用車市場,根據歐洲汽車制造商協會(ACEA)公布的數據,2021 年歐洲汽車銷量為 1177.5 萬輛。國內在售的傳統燃油車中,以前只有售價在 70 萬以上的豪華車會配置空氣懸架系統。近年來部分新能源造車新勢力將空氣懸架車型售價下探至中高端市場區間,但國內空氣懸架市場仍剛剛起步,總體滲透率仍有大幅提升空間。19/22 2022 年年 9
50、月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 2.國產降本、消費升級與電氣化發展,帶動空氣懸架需求提升國產降本、消費升級與電氣化發展,帶動空氣懸架需求提升 國內廠商零部件成本優勢明顯。相比于進口原廠零部件,由于技術成熟附加值下降導致研發成本降低,以及關稅、運輸費用降低等原因,國產空氣懸架系統相關零部件的采購單價會明顯降低。以奔馳級空氣懸架零件為例,據相關經銷商報價,德國進口原廠 OEMW220 前空氣懸架減振器總成價格約為 2250元,而相同型號的國產配件市場售價約為 1600 元,比進口零部件降低約 30%。此外,路虎第四代發現配備的大陸集團空氣壓縮機原裝拆車件單價為 1500 元
51、,整套空氣供給單元價格在 2000 元左右,而被中鼎集團收購的 AMK 公司研發的同類產品報價約為 1200 元,其技術被引入國產壓縮機生產線后,國產化空氣供給單元采購價格可下降至 1700 元左右。20/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 國產化加速趨勢下,空氣懸架整套系統價格將下降至萬元內。國產化加速趨勢下,空氣懸架整套系統價格將下降至萬元內。目前市場上全系統進口的空氣懸掛系統,單車價值約 12300 元左右。最先實現國產化的零部件為空氣彈簧,國產化后零部件價格降低 25%,空氣彈簧整車配套價格由 4000 元降低至 3000 元左右。在空氣壓
52、縮機、空氣供給單元實現國產化后,空氣供給單元價格將由 2200 元左右降低至 1700 元左右。后續隨著可變阻尼減振器、空氣懸架控制系統與 ECU 國產化,預計國產空氣懸架系統單車價值量將降低至 9500 元以內,比進口空懸系統降低約25%。目前市場上配備進口空氣懸架價格較低車型為極氪 001(空氣懸架供應商為威巴克),最低配置空氣懸架款參考價格為 31.9 萬元,國產化空懸系統對應整車售價或將下探至 20-30 萬元區間。新能源車對空氣懸架需求增長。一方面,新能源車對續航里程較為敏感,空氣懸架能在一定程度上提升新能源車對空氣懸架需求增長。一方面,新能源車對續航里程較為敏感,空氣懸架能在一定程
53、度上提升其續航里程。其續航里程。新能源車高速行駛時,需要消耗大量能源對抗風阻??諝鈶壹芸梢哉{整汽車底盤高度,從而降低新能源車風阻。據蔚來 ET7 數據,其主動式空氣懸架可以優化 0.7%左右的空氣阻力,使得續航里程提升 1.6km。另一方面,新能源車重量較高,傳統懸架影響駕乘體驗。新能源車受電池重量等因素影響,相比于燃油車普遍重量更高,同時目前新能源車型普遍重量逐漸增加,如果使用螺旋彈簧懸架,鋼絲直徑會非常大,影響整車設計和駕乘舒適性??諝鈶壹芸梢杂行胶飧叱休d和舒適度的要求。21/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 消費升級帶來空氣懸架需求上升。
54、消費升級帶來空氣懸架需求上升。近年來國內豪華自主品牌乘用車銷量增速顯著,中國消費者消費升級趨勢明顯。國內品牌向高端化發展需要座艙、智駕、底盤等多個領域的全面提升??諝鈶壹茏鳛榈妆P升級的重要部件之一,也成為部分主機廠提升產品舒適度的重要方向。目前空氣懸架逐漸滲透 30 萬40萬區間車型,相比于過去 70 萬及以上品牌車型有明顯下探,符合自主高端品牌價格,帶來更廣闊市場空間。3.2025 年中國乘用車空氣懸架市場規模有望迅速增長年中國乘用車空氣懸架市場規模有望迅速增長 2025 年中國乘用車空氣懸架市場規模有望迅速增長。2021 年空氣懸架滲透率受成本、技術、產能等因素限制,仍處于低位,能夠測算出
55、滲透率為 2.9%,對應乘用車空氣懸架整體市場規模約為 91.8 億元。隨著核心零部件國產化進度加快,空氣懸架成本會出現顯著降低,空懸系統平均單車價值有望下降超過40%;同時,伴隨著本土廠商生產線的投產以及適配車型的增多,空氣懸架市場規模預計在未來幾年出現迅速增長。預測 2025 年空氣懸架整體滲透率達到 15%,市場規模預計將達到 314 億元,2125 年CAGR 達 36%。22/22 2022 年年 9 月月 30 日日 行業行業|深度深度|研究報告研究報告 七七、參考研報、參考研報 1.中銀國際-汽車行業智能化系列報告空氣懸架篇:懸架技術革新,空氣懸架方興未艾 2.天風證券-汽車零部件行業智能電動汽車賽道深度九:空氣懸架 3.天風證券-汽車行業深度研究:空氣懸架,智能電動優質賽道,國產替代進行時 4.信達證券-汽車零部件行業線控底盤系列研究之二:空氣懸架,國產替代加速,高端化電動化催生新需求 5.安信證券-保隆科技-603197-智能化轉型提速,空懸+傳感器業務加速放量 6.華安證券-汽車行業深度報告:行業復蘇向上,關注增量變化 免責聲明:以上內容僅供學習交流,不構成投資建議?;鄄┗鄄┕倬W官網:https:/https:/ 電話:電話:400400-806806-18661866 郵箱:郵箱: