安全系统零部件
名称:2022年汽车制动系统行业市场容量分析预测及供需结构可行性研
发布时间:2022-07-27 13:30:59 作者:IM体育电脑版注册入口 来源:im体育投注



说明:

  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,包括防抱死制动系统(ABS)、电子稳定控制系统(ESC)、线控液压制动系统(EHB)1、线控机械制动系统(EMB)、电子制动力分配系统(EBD)、牵引力控制系统(TCS)和紧急刹车辅助系统(EBA)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,如下图中的制动踏板机构、总泵、ABS泵、制动助力器、组合阀和制动液储液罐,以及制动轮缸、制动管路。制动器是制动系统中的执行单元,是产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件。

  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。以目前广泛应用的ESC为例,ESC主要由传感器、ECU和HCU三大部分组成。ESC通过安装在汽车上不同部位(或内置在HCU上)的传感器获取反映汽车行驶状态的信号,再由ECU监控汽车运行状态,并在异常情况发生时发出控制指令,经HCU对车辆进行干预控制。其中,传感器主要包括轮速传感器、角加速度传感器、转向角传感器、压力传感器等;ECU是用于车身稳定的“行车电脑”,由微处理器、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)

  以及整形、驱动等集成电路组成,并由嵌入其中的软件程序对行车数据进行计算、分析、处理;HCU由电机、本体、电磁阀和蓄能器等组成。

  制动系统主要功能是使机动车以适当的减速度降速行驶直至停车,在下坡驶时使机动车保持适当的稳定车速,或使机动车可靠地停在原地或坡道上。机动车制动系统的分类如下:

  根据GB/T3730.1-2001新国标的分类,汽车分为乘用车和商用车。其中,乘用车由于其具有空间小、制动管路较短的特点,其需要的制动力相对较小,导致乘用车主要采用液压制动系统。大型商用车(如大中型客车、中重型载货车等)车体空间大、制动管路较长,需要的制动力相对较大,采用气压制动系统;部分小型商用车(如微卡、轻卡、微型客车等)会采用液压制动系统。

  中金企信国际咨询公布的《2022-2028年全球及中国汽车制动系统市场监测调研及投资潜力评估预测报告》

  (2)制动系统发展历程:制动系统的发展可分为机械制动、液压制动、电控制动、线控制动四个阶段。机械制动阶段和液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。由于对新技术的研发是在现有技术上进行改进、突破,加上制动系统新产品会包含上一代产品的先进部分,其从实验室到批量化商用存在试产验证、成本降低等过程,并且新产品对传统产品的替代不是一蹴而就的,各个阶段在时间上并不是分开的,而是相互重叠的。目前,制动系统主要处于电控制动阶段,主要产品是ABS、ESC、EPB和电子助力器。

  (3)制动系统市场规模:制动系统作为机动车安全系统的核心,对机动车的安全性能具有至关重要的作用。一辆装配有ABS或ESC的机动车辆能防止车轮抱死,避免机动车在紧急刹车时方向失控,保持车身稳定,有效降低伤害。面对不断复杂化的车况、路况,各国政府不断加大道路交通安全监管及宣传力度,机动车安全性能逐步成为消费者在购置车辆时的首要考虑因素。

  ①ABS/ESC在汽车领域的渗透率持续提升:目前,汽车装备ABS/ESC已成为许多国家或地区的明令要求,ABS、ESC等电控制动系统在汽车中的渗透率不断提升。

  ②ABS摩托车领域的普及程度不断提高:摩托车方面,由于其无遮挡物,摩托车驾驶员的整个身体暴露在外,驾驶危险性较汽车更高,发生事故时给驾乘人员造成的生命安全威胁更大。因此,众多国家或地区逐渐开始要求摩托车必须装备ABS。

  ③线控制动方案将成为新能源汽车和智能驾驶汽车的有效解决方案:未来,随着汽车产业向着电动化、智能化、网联化方向发展,汽车电子化程度将越来越高,在安全性、可靠性及环保性等方面对制动系统提出了更高要求,线控制动技术有望成为新能源汽车和智能驾驶汽车的有效解决方案。新能源汽车方面,现阶段新能源汽车的制动系统主要是ESC,未来随着节能环保要求的进一步提高以及电子信息技术的进一步发展,线控制动系统将逐步替代ESC成为新能源汽车的标准配置,这主要是因为线控制动系统舍弃真空泵助力器和液压传动装置,采用电机驱动制动器实现制动效果,制动反应速度快,制动线性可控、制动更平顺柔滑,并且能有效实现制动能量回收,促进新能源汽车更好地实现节能环保。智能驾驶汽车方面,自动化驾驶被广泛认为是未来出行的最终目标,也是汽车智能化发展的重要路径之一。对于自动化驾驶,“安全”是其首要考虑因素。

  作为行车安全保障的制动系统,线控制动方案可以真正实现全自动操作,配备线控制动系统的智能驾驶汽车可以在无人驾驶的状态下实现自动制动,保证行车安全。

  综上所述,基于制动系统为汽车、摩托车等机动车辆提供的安全保障,以及全球各国政府及消费者对道路交通安全重视程度的不断提升,ABS、ESC等电控制动系统在汽车领域的渗透率将持续增大,且加上ABS在摩托车上的应用逐渐普及,制动系统市场规模将日益增大。此外,在汽车电子化程度不断提高的背景下,线控制动系统有望成为未来新能源汽车和智能驾驶汽车的标准配置,制动系统的市场规模将随着新能源汽车及智能驾驶汽车的发展而不断扩大。

  1、汽车电动化、智能化、网联化成为必然趋势,促进主动安全系统向EMB演进:汽车电动化是指车以电能作为能源供给,电动机作为动力引擎,具有节能、零排放等特点。在排放法规趋严、能耗限制趋紧的双重压力驱动下,电动化已然成为全球汽车产业公认的未来演化方向。汽车电动化给传统汽车带来了更强的动力性能和全车智能控制的通用接口,是汽车智能化、网联化的载体。汽车网联化运用搭载的无线通信模块,实现汽车与外部的互联互通。汽车智能化指集中运用计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术,把汽车打造成一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,最终实现汽车的无人驾驶。

  《中国制造2025》中明确提出加快汽车等行业的智能化改造,并将智能汽车划分为辅助驾驶、半自动驾驶、高度自动驾驶和无人驾驶四个阶段。工信部进一步发文对其进行详细解读,围绕智能网联汽车,提出将在以下几个重点领域开展工作:一是基于车联网的车载智能信息服务系统,二是装备智能辅助驾驶系统的智能网联汽车,三是装备自动驾驶系统的智能网联汽车等。2020年2月,国家发改委等十一部委联合印发的《智能汽车创新发展战略》确立了新的发展目标,到2025年,中国标准智能汽车的技术创新、产业生态、基础设施、法规标准、产品监管和网络安全体系基本形成;实现有条件自动驾驶的智能汽车达到规模化生产,实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用;智能交通系统和智慧城市相关设施建设取得积极进展,车用无线X等)实现区域覆盖,新一代车用无线X)在部分城市、高速公路逐步开展应用,高精度时空基准服务网络实现全覆盖。

  根据美国汽车工程师学会(SAE)提出的自动驾驶等级划分(如下表),按照Level1到Level5的发展路径,汽车智能化水平逐步提升。EMB是汽车实现全自动驾驶的重要技术支撑。EMB通过传感器搜集汽车行驶信息,监控汽车行驶状态,由ECU进行制动控制,执行部分不再需要制动液和液压部件、真空助力器,制动力矩通过电机驱动的装置产生。因此,汽车的制动动作可以真正意义上地实现全自动操作。目前,自动驾驶的发展处于特定条件自动驾驶阶段(Level3),以ADAS广泛应用为特征。随着自动驾驶技术向前推进,主动安全系统产品形态也将向EMB不断靠近。以ADAS广泛应用为特征。随着自动驾驶技术向前推进,主动安全系统产品形态也将向EMB不断靠近。

  (2)主动安全成为机动车安全重点发展方向:机动车的安全性一直备受关注,安全因素包括人、车和环境因素。于是,作用于交通事故的预防和规避的主动安全系统成为未来机动车安全关注的重点。主动安全,即通过对人进行安全提醒和辅助驾驶以避免事故发生。按照功能不同,主动安全分为制动力控制与辅助提醒两大类,其中制动力控制是主动安全的主要发展领域。具体而言,制动力控制主要包括ABS、加速防滑控制系统(ASR)、ESC、自适应巡航控制系统(ACC)、陡坡缓降控制系统(HDC),以及正在发展的线控制动系统等;辅助提醒则主要包括前方碰撞预警系统(FCW)、车道偏离警示系统(LDW)、盲区检测系统(BSD)、行人碰撞预测系统(PCW)等。

  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。除汽车以外,ABS等主动安全系统亦在摩托车市场应用开来,逐渐成为欧盟、日本、中国台湾等市场摩托车的标准配置。在我国大陆地区,主动安全系统起步相对较晚,但是发展迅速,经盖世汽车研究院统计,2018年初市场上在售汽车款型中,ABS的装配率约90%,且2018年我国出台相关法规,开始强制性要求在摩托车上装配ABS或CBS。可以看到,主动安全成为我国乃至全球机动车安全的重点发展方向。

  (3)域控制、系统化、小型化:在过去几十年中,汽车电子电气架构一直遵循着“一个功能一个盒子”的分布式架构模式。如今,在一辆先进的汽车上已经存在超过70个电子控制器,在电子控制器之间连接的总线网络上又传递着多个信号。在这样的汽车电子电气架构形式下,每增加一个功能就需要增加相应的控制器和通讯信号,进一步增加系统的复杂性。而在未来的智能汽车上,汽车电子及软件的功能特性将大幅度增长,当前的分布式架构将无法很好地满足其对于数据、算法、算力以及成本控制的要求。在此背景下,博世、大陆等企业认为以“域”为单位的DCU(域控制器)集中式架构将成为解决该问题的有效措施。“域”,即将汽车电子系统根据功能划分为若干个功能模块,如动力传动域、车身电子域、辅助驾驶域等,每个功能模块内部的系统架构由域控制器为主导搭建。通过该类集中式架构,将使得复杂计算甚至大部分控制功能集中于DCU,显著降低原分布式架构中ECU的功能复杂度,促使零部件更加标准化,直接起到降低成本并显著增加计算效率的效果。换言之,制动系统中ECU的功能将会集中到车身底盘域或者是汽车运动域上,软件算法不再嵌入在独立电子硬件上,届时具备软件自主研发能力的汽车电子企业将更具竞争力。

  另一方面,由于传统功能导向的“ECU+传感器”集成方案中的算力被剥离并集中到DCU里,使得传感器/执行器本身亦需具备基础算力,以便与DCU沟通,故而智能传感器/执行器数量或体积将会增加,而汽车车身空间预计将不会得到显著增大,继而在汽车有限的车身空间中,对制动系统、发动机管理系统等零部件的小型化要求将会进一步提高。同时,摩托车的车身空间较汽车更小,制动系统若要在摩托车市场实现全面普及,则需通过小型化设计以适应摩托车更小的车身空间。

  (4)节能减排、轻量化:随着能源危机、环境污染等问题的凸显,全球主要汽车工业国家纷纷推出更为严苛的排放标准,节能减排已成为全世界汽车工业乃至其他机动车行业技术研发的主要课题之一。根据工信部2014年12月发布、2016年1月1日开始实施的两项强制性国家标准《乘用车燃料消耗量限值》(GB19578-2014)和《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》(GB27999-2014),汽车的CO2排放标准将从2015年155g/km降到2020年的112g/km,降低幅度高达28%。因而减少机动车自身重量,从而降低单位里程的能源消耗势在必行。

  机动车轻量化就是在保证机动车的强度和安全性能的前提下,采用新材料、新工艺、新设计,降低机动车的整体质量,从而提高机动车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。机动车轻量化的内涵就是要求其各个组成部分在保证性能的前提下重量越来越小,故主动安全系统轻量化也是势所必然。

  2022-2028年全球及中国汽车制动系统市场监测调研及投资潜力评估预测报告

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