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本文援引于报告《2021年中国线控系统系列报告：探讨转向控制系统在自动驾驶中的重要性》，首发于头豹科技创新网（www.leadleo.com）。

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汽车电动化和智能化的发展背景下，汽车转向系统往线控方向推进

2020年10月20日，国务院发布《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》中提到，坚持汽车电动化、网联化、智能化发展方向。在国家的大力号召下，各大汽车厂商及汽车零部件供应商不断加大自动驾驶技术的研发。转向系统则逐渐成为自动驾驶技术中的关键执行系统。由于自动驾驶减少甚至完全不需要驾驶员干预，传统转向柱带动转向机推动车轮转向的方式变得不适用，必须加入以软件主导的方案来做到智能转向，而线控转向系统的诞生完全符合自动驾驶的要求。

汽车转向系统的目的是依据驾驶员意愿控制汽车的驾驶方向，保证驾驶安全

汽车转向系统根据转向能源的不同可分为机械转向系统（MS）、机械液压助力转向系统（HPS）、电子液压助力转向系统（EHPS）、电子助力转向系统（EPS）及线控转向系统（SBW）。其中，机械转向系统能源来自驾驶员，而其他四种转向系统能源来自人力及其他辅助动力。

截至2020年，汽车转向系统以辅助动力转向系统为主。由于液压系统效率在60%-70%，而电子助力转向系统能高达90%以上，且结构简单和能耗少，因此，短期而言，电子助力转向系统将成为汽车转向系统主流。但是，长期而言，线控转向系统是电子助力转向系统的升级，占用空间更少，安全性更高，将是未来趋势。

SBW和EPS均通过ECU对电机发出控制信号进而实现汽车转向

EPS工作原理是当方向盘转动时，扭矩传感器将检测到方向盘上的扭矩信号和转向信号传向ECU（ECU同时接收车速信号）。EUC根据信号决定电机的助力电流。最后助力电流通过ECU内部的电机驱动电路对电机实行扭矩控制。

SBW工作原理是用转矩传感器和传向角传感器检测驾驶员的转向数据，然后通过数据总线将信号传递到车上的ECU，ECU再把转向指令发送至转向电动机，从而控制车轮转向。

SBW是基于EPS发展而来，其利用线控代替机械连接方向盘和执行机构。截至2021年5月，SBW技术尚未成熟，仍以EPS为主，仅有英菲尼迪的Q50车型在2014年实质运用SBW，但因ECU程序有偏差而发出召回。

汽车转向系统上游成本根据原材料价格波动而变化，中游以国际企业为主导，下游拥有较强议价能力

电子助力转向系统主要由ECU、电动机、扭矩传感器、车速传感器等零部件组成。其中，ECU和电动机成本占比高达64%。中国ECU核心技术被外资企业垄断，主要集中在欧美及日本企业手中。国际企业凭借成熟的技术优势对中游转向系统方案提供商有较强议价能力。近年来，中国企业在ECU方面加大技术投入，德赛西威等自主品牌崛起。长期而言，国产ECU因低关税和研发成本相对较低，具有价格优势，中游厂商因成本压力将选择国产ECU，使未来国产化率将提高。截至2021年5月，中国企业生产的EPS电机主要集中在低端，市场竞争力不强，整体市场由国际企业主导。

国际企业占据中国EPS转向系统市场大部分份额，且格局相对稳定。2017年，中国EPS市场CR5市场份额超过75%，且这五家企业牢牢把握豪华和合资品牌车企的供应渠道，头部地位难以撼动。与国际企业相比，中国企业在产品设计、制造及产品性能方面仍有差距，但中国企业具有价格优势，主要以供应自主品牌车企为主，主打中低端市场。随着国产技术水平不断提升及整车厂面临降本增效的需求，中国企业在自主品牌整车厂的份额将会逐步提高，但整体市场仍以国际企业为主。转向系统解决方案提供商面对下游大型整车厂，议价能力弱。

汽车转向系统产业链由后往前传导，汽车产量决定转向系统的出货量。中国汽车的产销量自2017年以来一直处于下滑趋势，但是2020年下滑趋势有所减缓。受疫情影响，2020年1月至2月销量处于低迷状态，2月中国汽车销量仅为31万辆。但汽车销量在后半年中国疫情受控后出现高增长，这是因为受抑制的需求得到释放所导致。2021年1-2月中国乘用车保持迅猛增长，2月同比增长4.1倍。中汽协预计2021年总体汽车销量将会出现4%的正增长，超2,630万辆。汽车销量增长将为转向系统出货量增长带来动力，同时EPS渗透率不断提高，未来EPS出货量将快速增长。

用于ECU的MCU处于紧缺状态，将导致ECU成本增加，加大EPS成本，同时限制EPS出货量

ECU由MCU、储存器、输入/输出接口、模数转换器及整形、驱动等大规模集成电路组成，其中MCU是ECU中最为关键的零部件。截至2021年5月，用于ECU的MCU处于紧缺状态。受疫情影响，经济出现停摆，2020年年初大部分芯片产商降低产能或关闭工厂。但随着疫情受控，中国汽车市场显著回升，汽车销量增长带动芯片需求剧增，形成供不应求情况。加上在2021年3月，占据2019年中国汽车MCU市场20%的瑞萨电子的一处生产车用芯片的工厂发生火灾，加剧车用芯片短缺。车用MCU短缺导致MCU价格自2020年12月至今上涨20%-30%加大ECU组成成本，使EPS成本增加，同时上游供应受限限制EPS出货量。

中国EPS转向系统装配率将随着新能源汽车渗透率提高而提升，而EHPS将逐渐被取代，同时SBW开始进入汽车市场

中国汽车转向系统市场规模（按营收计），从2016年的361.3亿元上涨至2020年的373.5亿元，年复合增长率为0.8%。中国汽车市场逐步回暖拉动汽车转向系统出货。在疫情恢复后，中国汽车销量增长迅速，2020年新能源汽车销量更是突破新高，增加至136.7万辆，同比增长10.9%。伴随中国经济稳健提升，消费需求将持续恢复，加上电动化、智能化、网联化及数据化升级和《新能源汽车产业发展规划（2021-2035）》出台，将推动新一轮汽车消费潮。中国汽车市场销量总体趋势上涨。但由于车用芯片供应短缺，汽车产量将减少。汽车生产需要大量车用芯片，但是自2020年下半年起，车用芯片一直处于紧缺状态，导致汽车产量受阻。上游晶圆厂扩产周期在12-24个月，全球半导体产能扩张跟不上需求增长，一定程度的芯片短缺将成为常态。综上所述，头豹预计，之后两年内汽车产量将呈低水平增长态势。随着新能源汽车渗透率不断提高和汽车排放要求加强，免去液压油和更节能的EPS的装配率将会持续上升，而EHPS市场将持续萎缩。同时SBW技术的成熟亦将使SBW装配率上升，但是由于其成本较高，短期将只运用于高端车型。未来供应链完善和形成规模效应后，SBW成本将下降，逐渐往中端车型渗透。

深度见解：EPS渗透率不断提高，SBW逐渐应用

截至2018年，中国EPS转向系统渗透率为66%，低于大多发达国家。随着汽车向电动化及智能网联化发展，成熟的EPS将成为车辆标配。电动汽车是由电池、电机和电控驱动，移除发动机配置，所以未来5年，依靠发动机驱动的HPS系统将被EPS替代。但5年后，SBW的发展将逐步取代EPS。中国汽车工程学副秘书长侯福深表示，中国有望在2025年实现L4自动驾驶水平规模化应用。自动驾驶等级进一步提升且达到完全无人驾驶时，传统的机械连接将因占用空间大和容易在事故中造车二次伤害而被线控所取代。截至2021年5月，已有多家EPS供应商准备量产或正在研发SBW。头豹预测，SBW将在5年后开始应用在多种车型中。

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