言引:汽车智能角模块,可不是一个简单的汽车零部件,它堪称是汽车智能化进程中的 “超级大脑” 与 “灵动四肢” 的结合体,是未来汽车底层架构的关键单元 ,正从实验室概念逐步走向工程化量产,成为智能汽车时代真正意义上的 “车轮级智能单元”。
从结构上看,智能角模块是一个高度集成的车轮级子系统,通常包含线控转向执行机构、线控制动(EHB/EMB)、线控驱动(独立电机) / 分布式驱动能力、减振 / 空气悬架模块、传感器集群(转角传感器、制动反馈、轮速、温度、NVH 传感器)以及边缘计算 ECU / 小型控制器。就好比把汽车的转向、制动、驱动、悬挂这些关键 “器官”,以及感知 “神经” 和运算 “小脑袋” 都浓缩到了车轮这个小小的空间内。
在功能实现上,它的目标是达成轮级执行器自治控制与底盘域控制器的全局协调,拥有更高的响应速度与稳定性,为自动驾驶提供更细颗粒度的车辆动态基础能力。简单来说,智能角模块让汽车的 “车辆控制” 从原本依赖整车中央算法,转变为单个车轮的智能协同控制。这就像是一支训练有素的足球队,每个球员(车轮)都能根据场上情况(路况和指令)做出独立且恰当的反应,同时又能与队友(其他车轮和整车系统)紧密配合,让汽车行驶更加灵活、稳定与智能 。
(一)市场规模
据VMResearch调研显示,2024 年全球汽车智能角模块市场规模大约为 1.51 亿美元 ,预计 2031 年将达到 6.93 亿美元,2025-2031 期间年复合增长率(CAGR)为 16.8%。这一数据清晰地表明,全球汽车智能角模块市场正处于快速增长的轨道上。从地区层面来看,中国市场在过去几年变化较快,虽然当前占全球市场的具体份额暂未明确,但预计到 2031 年,中国市场规模将大幅增长,届时在全球市场的占比也将显著提升,成为全球汽车智能角模块市场增长的重要驱动力。
在国内,虽然智能角模块还处于发展初期,但发展态势十分迅猛。国内多家企业积极布局,加大研发投入,努力攻克技术难题,不断推出新的产品和解决方案。部分企业已经取得了阶段性的成果,产品逐步进入市场,开始在一些新车型的研发和生产中得到应用,为市场的进一步发展奠定了坚实的基础。随着国内新能源汽车产业的蓬勃发展以及自动驾驶技术的快速迭代,对智能角模块的需求也将持续攀升,未来国内市场规模有望实现爆发式增长。
(二)应用领域
汽车智能角模块在乘用车和商用车领域均有应用,且随着汽车智能化、电动化的发展趋势,其应用范围正不断拓展。
在乘用车领域,智能角模块为车辆带来了更卓越的操控性能与驾驶体验。以特斯拉为例,其在部分车型的研发规划中,考虑引入智能角模块技术,期望借此实现车辆的原地掉头、横向移动等独特功能,大幅提升车辆在狭窄空间内的灵活性和操控性,满足消费者对于高端、智能出行的需求。再比如一些豪华品牌的新能源车型,通过搭载智能角模块,实现了更精准的动力分配和转向控制,在提升驾驶舒适性的同时,也增强了车辆的主动安全性能,如在紧急制动和避让时,能够更快速、准确地响应,避免事故的发生。
商用车领域,智能角模块的应用则更多地聚焦于提升运营效率和安全性。像物流配送车辆,应用智能角模块后,可实现更高效的路径规划和精准的停车控制,减少配送时间,提高物流效率;对于公交、大巴等公共交通工具,智能角模块能优化车辆的制动和转向性能,保障行驶安全,降低事故风险,同时也有助于提升车辆的能源利用效率,降低运营成本 。不过,商用车由于使用场景复杂、载重量大等特点,对智能角模块的可靠性和耐久性提出了更高的要求,这也促使企业在技术研发和产品设计上不断创新和改进。
(一)线控底盘的自然延伸
线控底盘作为汽车智能化、电动化转型的关键技术,近年来取得了显著的发展成果。线控转向已逐步实现量产,例如,捷太格特的线控转向系统已搭载于丰田 bZ4X 和雷克萨斯 RZ450e 车型;采埃孚也于 2024 年开始为蔚来 ET9 供货 。EHB/EMB 正逐步跨入前装市场,国内线控制动(EHB)受益于电动化,渗透率已接近 60%,高阶线控制动(EMB)有望在 2026 年逐步上车 。高集成驱动电机不断发展,底盘域控制器也日益普及。
在这样的背景下,智能角模块作为线控底盘技术发展的自然延伸,其 “集成化、模块化、标准化” 的特征愈发凸显。它将线控转向执行机构、线控制动、线控驱动、减振 / 空气悬架模块等高度集成于车轮空间内,把底盘从传统的 “机械结构” 进化为 “软件可编排的智能节点”。以特斯拉正在研发的智能角模块技术为例,通过集成化设计,实现了车辆底盘系统的高度协同控制,大大提升了车辆的操控性能和智能化水平,为下一代平台化造车奠定了坚实的基础 。
(二)满足自动驾驶需求
随着自动驾驶技术向 L3/L4 等高阶阶段迈进,对车辆动态控制的精度和响应速度提出了近乎苛刻的要求。在复杂的交通场景下,车辆需要具备毫秒级的制动响应能力,以应对突发的危险情况;转向执行必须更加精准,确保车辆能够按照规划的路径安全行驶;四轮独立驱动配合也至关重要,能够实现更灵活的动力分配,提升车辆在各种路况下的通过性和稳定性;同时,对侧滑、极限工况等也要能进行快速干预,保障行车安全。
智能角模块恰好为这些需求提供了最底层的执行基础。它集成的线控制动系统能够实现毫秒级的制动响应,比传统制动系统更快更精准;高精度的线控转向执行器,配合先进的传感器和算法,可实现更细腻、更精准的转向控制;线控驱动(独立电机) / 分布式驱动能力,使每个车轮都能独立控制动力输出,实现四轮独立驱动配合 。例如,在一些自动驾驶测试场景中,搭载智能角模块的车辆能够在紧急情况下迅速做出制动和避让动作,有效避免碰撞事故,展现出智能角模块在自动驾驶中的关键作用。
(三)整车平台化生产需求
在整车平台化生产的大趋势下,汽车制造商越来越倾向于采用 “零部件大模块化” 的策略。新的整车平台希望能够直接采购 “角单元模块”,而不是分别采购几十个零散的零件,这样可以大幅缩短集成周期,降低系统复杂度,简化供应链管理。智能角模块正是这种趋势下的必然产物,它通过高度集成化的设计,将多个底盘关键部件整合在一起,形成一个标准化、模块化的单元。
汽车制造商在开发新车型时,只需选择合适的智能角模块,并将其与车身及其他系统进行集成,就能快速完成整车的设计和生产,大大提高了生产效率,降低了研发和生产成本。同时,智能角模块的应用也有助于提升整车的一致性和可靠性,因为模块在生产过程中可以进行整体测试和优化,减少了零部件之间的匹配问题。像大众集团在其多个车型平台中,通过采用模块化设计理念,实现了零部件的高度通用化和共享,降低了成本,提高了生产效率,智能角模块在未来整车平台化生产中也将发挥类似的重要作用 。
(一)结构集成度难题
智能角模块的结构集成度堪称 “螺蛳壳里做道场”,其面临的机械设计难度超乎想象。转向、制动、驱动、减振这些原本分布在车身不同部位的关键部件,如今要全部集成在一个极为狭小的车轮空间内 。这就好比在一个小小的魔方里,塞进各种功能各异的复杂机械装置,不仅要考虑如何巧妙布局,还要确保各部件之间不会相互干扰。
车轮空间的包络空间极小,这对零部件的尺寸设计提出了严苛的要求,每一个零件都需要经过精心的设计和优化,以在有限的空间内实现最大的功能。同时,由于多个部件集中在一起工作,热源密度极高,如何有效地进行散热,避免高温对各部件性能和寿命的影响,成为了一大难题。例如,驱动电机在工作时会产生大量的热量,如果不能及时散发出去,就可能导致电机性能下降,甚至出现故障 。此外,车轮在行驶过程中会承受各种复杂的力和振动,这就要求智能角模块的各部件具有极高的强度和良好的 NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能,以确保在恶劣的工作环境下依然能够稳定可靠地运行,而这些要求远高于普通底盘件,无疑增加了设计和制造的难度。
(二)跨域协同复杂性
智能角模块内部的跨域协同问题十分复杂,它涉及机械、电机、电控和软件等多个领域的高度耦合。一个小小的角模块,就像是一个 “车轮级的小型机器人”,麻雀虽小,五脏俱全。
在硬件方面,它包含 MCU / 冗余控制器、驱动功率器件以及多传感器融合系统,这些硬件之间需要实现高效的数据交互和协同工作 。例如,传感器负责实时采集车轮的各种运行数据,如轮速、转角、温度等,然后将这些数据传输给 MCU 进行处理和分析,MCU 根据这些数据做出决策,并通过驱动功率器件控制电机和执行器的动作,实现转向、制动和驱动等功能。而在软件方面,智能角模块不仅要与底盘域控制器进行通信,还要运行各种复杂的算法,以实现对车辆动态的精确控制 。这就要求软件能够准确地解析和处理来自硬件的各种信号,同时还要具备高度的实时性和可靠性,以应对瞬息万变的行驶工况。例如,在车辆高速行驶过程中,当遇到紧急情况需要制动时,软件需要在极短的时间内做出响应,协调各硬件部件,实现精准的制动控制,避免事故的发生。这种机械、电机、电控和软件的全方位耦合,使得智能角模块的开发和调试工作变得异常复杂,需要多个领域的专业团队紧密合作,才能攻克其中的技术难题。
(三)极高的安全要求
智能角模块涉及转向安全、制动安全和驱动安全等多个关键安全系统,任何一个环节出现故障,都可能直接导致严重的交通事故,危及驾乘人员的生命安全 。因此,它对安全性的要求达到了 ASIL-D(汽车安全完整性等级 D 级)这一极高标准,这意味着在设计和开发过程中,必须采取多重冗余设计来确保系统的安全性和可靠性。
在硬件层面,通常会采用双路电源设计,当一路电源出现故障时,另一路电源能够立即接管工作,保证系统的正常运行 。同时,关键传感器也会配备双传感器,以提高数据采集的准确性和可靠性。例如,转向角度传感器和轮速传感器等,都采用双传感器冗余设计,当一个传感器出现故障时,另一个传感器可以继续提供准确的数据,确保车辆的转向和行驶控制不受影响。在软件层面,则会采用软件冗余技术,通过编写多个独立的软件模块来实现相同的功能,当一个模块出现故障时,其他模块能够自动切换并继续工作 。此外,智能角模块还需要具备完善的故障模式安全降级机制,当检测到某个部件出现故障时,系统能够自动调整工作模式,将车辆切换到安全状态,例如降低车速、限制转向角度等,以避免事故的发生。
(一)高端新平台主流方案
在未来汽车发展的蓝图中,智能角模块极有可能成为高端新平台的主流配置方案。越来越多的整车厂开始认识到智能角模块的巨大潜力,甚至提出了 “从四个角建一辆车” 的创新理念 。这意味着智能角模块将不再是一个简单的附加部件,而是成为整车设计的核心出发点。以一些正在研发中的高端新能源汽车平台为例,智能角模块被置于设计的核心位置,围绕它来构建整个底盘和车身架构 。通过这种方式,整车厂能够实现更高效的空间利用,优化车辆的重量分布,提升车辆的操控性能和续航里程 。智能角模块的标准化和模块化设计,也使得整车厂能够更快速地开发新车型,降低研发成本,提高生产效率,满足市场对高端、智能汽车的多样化需求 。
(二)自动驾驶倒逼加速落地
自动驾驶技术的快速发展,尤其是向 L3/L4 等高阶自动驾驶的迈进,正成为智能角模块加速落地的强大推动力。在高阶自动驾驶场景下,车辆面临的路况和行驶工况更加复杂多变,这就要求车辆的感知 - 决策 - 执行链路必须具备毫秒级的响应速度 。智能角模块作为执行端的关键环节,其性能的优劣直接影响到自动驾驶的安全性和可靠性 。例如,当自动驾驶系统检测到前方突然出现障碍物时,需要智能角模块能够在极短的时间内做出制动和转向的动作,以避免碰撞事故的发生 。因此,为了满足自动驾驶的严格要求,智能角模块的研发和量产进程正在不断加快,各大汽车零部件供应商和科技企业纷纷加大投入,致力于攻克技术难题,提高智能角模块的性能和可靠性,推动其在自动驾驶车辆中的广泛应用。
(三)国产供应链突破
随着汽车产业的快速发展以及国内技术水平的不断提升,国产供应链在智能角模块领域迎来了前所未有的发展机遇。在智能角模块的全链路中,从线控执行器、控制器,到传感器和模块集成都有国内企业积极布局 。在传感器领域,一些国内企业已经能够生产高精度的轮速传感器、转角传感器等,并且在性能上逐渐接近国际先进水平 。在控制器方面,国产企业通过自主研发,不断提升控制器的运算能力和稳定性,为智能角模块提供更强大的 “大脑” 支持 。同时,国内企业还在积极加强与整车厂的合作,通过深入了解整车厂的需求,不断优化产品设计和性能,提高产品的市场竞争力 。未来,随着国产供应链的不断完善和技术的持续突破,智能角模块有望实现全链路的国产化,降低对国外技术和产品的依赖,推动我国汽车产业向智能化、高端化迈进 。
(四)底盘进入软件定义时代
智能角模块的出现,将使底盘真正进入 “软件可定义” 的新时代。传统的底盘系统主要依赖机械结构和硬件来实现各种功能,而智能角模块通过高度集成化的设计,将转向、制动、驱动等功能的执行器与传感器、控制器紧密结合在一起,再加上先进的软件算法,使得底盘的各种动态控制能够通过软件进行灵活编排和调整 。这就好比无人机的飞行控制,每个执行器都可以被视为一个可独立调度的 “智能节点”,通过软件的控制,实现高度协同的工作 。在实际应用中,车辆可以根据不同的行驶场景和用户需求,通过软件切换不同的底盘控制模式,如舒适模式、运动模式、越野模式等 。在舒适模式下,软件会优化悬架的阻尼和刚度,以及转向和制动的灵敏度,为乘客提供更加平稳、舒适的驾乘体验;而在运动模式下,软件则会增强动力输出,提高转向的精准度和制动的响应速度,满足用户对驾驶激情的追求 。这种软件定义底盘的方式,极大地提升了车辆的个性化和智能化水平,为未来汽车的发展开辟了新的道路。
本报告关注全球与中国市场汽车智能角模块的产能、产出、销量、销售额、价格以及发展前景。主要探讨全球和中国市场上主要竞争者的产品特性、规格、价格、销量、销售收益以及他们在全球和中国市场的占有率。历史数据覆盖2020至2024年,预测数据则涵盖2025至2031年。