从产品和投资角度 - 浅谈智能汽车线控制动的底层逻辑
关于线控制动概念的科普型和研究型文章有很多,本文旨在以一个一级市场从业者的视角浅谈近5年来线控制动伴随着新能源汽车的崛起而掀起的一级市场投资热潮的原因。
本文将不过多解释名词及技术原理性的东西,仅仅剖析线控制动发展的驱动力及可能的投资以及产品逻辑。
细数往日新能源车投资热潮
在开始介绍线控制动之前,有必要提两个数据。
我们先将时钟拨到2015年以前,从2005年到2015年,中国新能源车用了整整10年渗透率才突破到1%;从2015年到2020年5年时间渗透率迅速突破到5%;所以我们在讨论一级市场新能源车的投资逻辑时,2015年和2020年是两个关键的时间点。
一级市场的投资热潮更多是从2016年开始的,按照投资人对一个新兴行业惯有的投资思维,第一波投资机会出现在离下游的应用场景最近的地方,即新能源整车。
那个年代,是新能源整车群雄逐鹿的时代,大大小小的新能源车企目不暇接如雨后春笋般出现,很多时候我们刚刚认清一个新势力车标,不久便也听不到任何声响......那个年代,吃第一波螃蟹的还是国内的一些美元机构。
但是那个时候的他们看待新能源整车,并非硬科技的投资逻辑,而更像是一个价值量更大的耐用消费品,刚从互联网和移动互联网转型过来的他们,在对新能源整车的投资上驾轻就熟,不亦乐乎。同时一些老牌人民币机构也都在摩拳擦掌、跃跃欲试,对比现在的一级市场,简直是冰火两重天。
整车投完,投资人就会自发的往上游零部件覆盖去寻找投资机会,如果我们将新能源车按照架构分成5个域:智驾域、座舱域、动力域、车身域、底盘域,对应新能源车发展的三个趋势:动力域和底盘域是电动化的投资机会,智驾域和座舱域是智能化的投资机会,车联网是网联化的投资机会;
智驾域和座舱域在2016年之后兴起,除了有新能源车渗透率的加持,还有AI的加持。
2016年,AI进入到第二波高潮期,基于上一波的技术进步,AI所需的生产资料有了大量的积累,前不久刚登陆港交所的地平线也是在那两年刚刚起步,那时大家宣扬的是“AI+”,即AI可以赋能和链接万物,汽车自然是一个很值得探索和研究的AI载体。
有了新能源车电动化的驱动以及AI算法的加持,智驾域相关的创业公司在那几年层出不穷,谷歌、亚马逊、苹果等一众硅谷算法大佬纷纷踏上回国创业的征程,国内不少高校的资深算法教授和院士门槛被踏破,都在接受着门外投资人的“忽悠”,也有不少教授被门外的“星辰大海”说服,从此走上了创业的“不归路”。
与此同时,相比较传统燃油车,新能源车为数不多的变化出现在动力域和底盘域,动力域是大家能直观感受到的,其代表着两个时代动力源的差异,跟动力域直接相关的就是锂电池、电池材料、固态电池、钠电池和大三电、小三电等投资机会;
相比之下,底盘域就没有那么容易被关注到,所以被投资人关注的时间稍微有点滞后,虽然在2016年和2018年就有部分创业公司开始了线控制动EHB的创业,但真正形成投资热潮还是在2020年疫情之后......
线控制动投资热潮拉开序幕
提及线控制动,我想看过自动驾驶、机器人赛道的投资人并不陌生,这个名词最开始被投资人熟知并不是在新能源车底盘上,而是在机器人(主要指服务机器人和特种机器人)和封闭的L4级自动驾驶(矿山、港口、物流、机场、园区等)小车底盘上。
在讨论这两个场景的产物时,创业者们都会告诉投资人,我们的底盘是纯电控(即线控)制动和转向的,但这时候谈论的线控制动跟我们下面要讲的乘用车的线控制动还是差别蛮大,单从运行速度的工况、安全可靠性、载人载货属性上就有很大差别,这种不同等级要求带来的就是高出好几个数量级的工程化落地的难度。
从传统燃油车到新能源车,对于乘用车底盘而言,最大的变化就是制动所需真空助力器换成了电子助力器,除此之外底盘的其他部分没有任何改变,还是传统的液压驱动方式,底盘架构尤其臃肿。
按照将电子助力器与制动控制器分开和合并的形式不同,线控制动EHB(Electrohydraulic Brake System)又可以分为two-box和one-box,但不管怎么样,这都属于整个底盘里某个零部件的替代,底盘其他部分没变。
所以,国内线控制动最开始起步的一类公司是从EHB的two-box开始切入的,two-box相比one-box多了一层冗余,那时候大家觉得自动驾驶能很快上,所以在2016年后的两三年里大家谈论更多的还是two-box如何落地的问题。
好景不长,新能源车主机厂们普遍活的不怎么好,尤其是在2016-2020年期间,主机厂经历了一轮残酷的洗牌,现在还能活下来的都是当年的佼佼者,主机厂电动化由此进入白热化竞争的状态,降价潮一轮又一轮,大家开始关注成本,再加上2021年前后自动驾驶热潮渐渐散去,大家又开始对自动驾驶普遍悲观,觉得one-box这种低成本的方案可能会更匹配当下的主机厂需求,如果真要上L3级以上的自动驾驶,再配上一个RBU(Redundancy Braking Module)的冗余方案也不是不行。
至此,离线控制动EHB新势力创业热潮在一级市场被炒的火热的日子已经越来越近了。
2020年疫情过后,曾经在制动领域独占鳌头的外资品牌博世在海内外的工厂也出现不同程度的停产,国内新能源车主机厂均面临缺芯和缺one-box/two-box的窘境。
正是由于这一历史机遇,也带来了国内线控制动EHB玩家突围的机会,主机厂们不得不开始尝试使用国内的线控制动供应商。
一级市场投资人永远都是敏锐的,从2021年-2023年上半年,线控制动EHB 进入了一段短暂的投资狂热期,这期间光拿到过融资的水上项目都有十几家,投资人的逻辑也很简单:国产替代。博世不行了,产能供应不足了,中国新能源车远销海外,吊打一众的外资品牌,代表国内线控制动EHB创业新势力的Tier1也有弯道超车的可能......以上一番话可能是一级市场投资人谈论最多的逻辑。
但事实真的如此吗?博世真的不行了吗?高潮期的时候,投资人往往会找到各种逻辑和依据来印证自己的观点正确,以求得逻辑自洽,往往是浪潮退去,才知道谁在裸泳。从现在这个节点再往回看,这件事儿可能还真的没那么容易。
现在说这个话并不是马后炮,而是想单纯从底层驱动力的角度来梳理下当时的来龙去脉以及探讨下该投资逻辑的合理性。
EHB投资底层逻辑剖析
跑来看EHB的投资人,大多数是经历过自动驾驶、ADAS那一拨投资机会的,这个赛道评估创业团队最核心的能力就是算法以及这套算法模型经历了多少数据的填喂,达到了多少百分比的算法精准性,至于跟汽车这个几百年工业沉淀的产物需要的极其苛刻的工程化落地能力来对照,似乎没有那么强的关联性,这么想也没错,毕竟ADAS供应商只需要给主机厂提供方案,落地实施还是有主机厂做最后的兜底,所以风险相对可控。
但是底盘制动可不是这样,刹车指令往往来自于底盘域控或者中央域控,EHB负责执行,Tier1只能自己给自己兜底,或者把这层冗余交给驾驶员来兜底,线控制动对Tier1可靠性的要求要比之前大家看的ADAS系统要求要高的多。
当然,这两者也有相同的点,就是算法。EHB Tier1提供的就是一个“黑盒子”,盒子里最核心的就是ESC的算法,这就很容易让投资人联想到自动驾驶的投资逻辑,即算法就是一切,算法才是核心。
但是大家别忘了,首先它是一个安全件,是一个汽车ASIL等级最高的安全件!它的算法能力的背后并不是实验室里面几个教授跑通了多高的精准性就能拿出来的一段代码,而是整合了无数极端的工况、无数可能的突发状况、无数的长时间机电液经验的累计才形成的一段用于执行端的冗余设计的集合。
不是自动驾驶算法识别一个物体多高精准性的问题,而是制动带来的生与死的安全问题!究其本质,看似是算法能力,实则是一个需要多年经验积累的汽车工程化落地的能力。
这也许是投资人们区分自动驾驶投资逻辑跟汽车零部件投资逻辑最应该更正的观点。其次,投资EHB所谓的国产替代,逻辑本身并没有错,但它需要一个基本前提,就是市场可以留够足够长的时间让国产玩家慢慢进行经验累计,需要国内外的玩家在同一起跑线,需要主机厂的采购们不必搭上自己职业生涯的风险而能独立行使他们拍板的权力。
现在看来,这些因素都不具备,首先这个领域绝对的龙头博世在疫情过后迅速恢复了产能,并且一度降价,让国内EHB玩家着实难受;其次,疫情期间短短2年时间,也不够国内新势力玩家整合团队和资源,迅速从0-1开发出能媲美博世40年工况积累的稳定性可靠的产品;再次,过了不得不使用国产EHB的黄金时间,主机厂采购们也似乎找不到一个很好的理由说可以不用博世如此高性价比的产品而转头去选择一个国内供应商。
总之,国内EHB玩家此刻面临诸多的挑战,好在汽车工业化是条漫长的路,现在胜负未分,我们也期待新势力one-box产品的量产出货,期待国产玩家的EHB份额提升。
线控制动投资下半场:EMB(电子机械制动)
2023年上半年一级市场线控制动(EHB)的投资热潮刚过,又马上迎来了线控制动的下半场投资热潮,即EMB(Electro-mechanical braking system)。
在2023年上半年以前,提及EMB大家还在谈论后续该上什么方案,是先上前湿后干(前轮EHB后轮EMB)的过渡型方案还是直接一步到位上全干?当时的观点是,大家都觉得EMB不会来的那么早,所以肯定是前湿后干的过渡型方案先上。
截至目前,EMB玩家的产品成熟度、主机厂内部上车的节奏、法规的进展等似乎都比之前想象的要快,投资人又开始重新关注这个赛道。
不同的是,刚经历过EHB投资潮的投资人们,会不由自主的思考两个问题:EMB的底层驱动力是否也如EHB那般昙花一现?EMB会不会也很难国产替代?对此,我先谈下我的个人观点:
一、首先来说第一个驱动力的问题。EMB被汽车行业公认为线控制动的终极解决方案,之所以说是终极方案,这里面又有一个前提就是,只要汽车还是四个轮子的形式,只要还是制动力作用在四个轮子上,那这种纯电控的形式(抛弃了EHB液压管路)在形态上就是最简化的。
基于此,EHB玩家也都会说EMB是他们最终要走的路,不管是出于自身的战略考量,还是短期融资给投资人讲故事的需要,总之,能这样讲出来,那就意味着在线控制动的主线上,EHB就是短时间的过渡方案(这个短时间是站在线控制动长期几十年的发展视角来说的),但是这并不代表EHB会消亡,我觉得未来可能的形式是EMB和EHB会共存,同时EMB占绝大多数的市场份额,EHB占小部分(因为考虑到10万以内的车型,总归是用一个ESC就能满足的)。一件事物驱动要么是从供应端,要么是从需求端,这里提到的供应端是线控制动Tier1供应商,需求端是主机厂。
站在供应端的角度,Tier1面对的是同样的主机客户同样的需求,只不过提供不同的解决方案,对于他们自身而言,在原有的产品方案(EHB)上已投入很多人力物力财力,尚没有站稳脚跟,更不谈回本,有何动力再去投入更多的精力去做一个产品来满足他们同样客户的同样的需求?
EMB真正被推动其实是在需求端,由于EMB比EHB方案更优,其制动响应时间由150ms缩短到了90ms,制动距离缩短带来安全性极大的提升,再加上其能量回收效果也比EHB更好,这些点都可以被主机厂包装成卖点来提升产品竞争力,但能引发主机厂如此大动作的推动EMB的落地,在我看来,下面三个因素也许才是最核心的驱动力:
成本驱动:关于成本因素,投资人会习惯性的去将EMB的方案和EHB的方案做对比,来看到底是哪个方案BOM成本更低。有些人会说EMB相比EHB省去了很多液压管路,且替代了后轮的EPB,整个底盘架构更简化了,所以EMB方案成本更低。也有些人会说EMB虽然没有了中央制动的大电机,但是替换成了4个轮端小无刷电机,成本其实也没太大优势......诸如此类。
在这里我先不讨论两者哪个BOM成本更省,就先假设他俩在同等量纲出货下(如30万台)BOM成本差不多,那从主机厂角度看,EMB更好的能量回收和它自身轮端零拖滞所带来的电池容量的节省,就能达到千元级别,再加上没有了制动液带来的售后问题和EMB物料减少带来的产能节拍的优化等便利性,这些其实都在主机厂的考虑范畴。据了解,对比两者的方案,EMB的整体方案成本更低,这个主机厂内部是有明确测算的。
软硬件解耦驱动:软硬件解耦也是主机厂喊了蛮多年的,为什么需要软硬件解耦?其核心还是在于主机厂也想做出点差异化,他们希望的是硬件执行端做到足够的标准化,软件开发由他们自定义,他们能基于自身的车型定位结合底盘三轴特性去开发更多差异化的功能,将功能形成卖点去吸引消费者。
但是之前一直没完全实现的主要原因还是由于EHB方案始终被外资掌控,无法按照主机厂所设想的那样让外资Tier1配合实现产品定义开发,即便是配合开发其开发费也高的离谱;其次是EHB液压的方式,从技术实现上很难将ESC算法与执行端硬件完全分开,如果想分开成两个控制器,无疑又会增加成本,没多大必要。
但是EMB自身的技术架构天然满足这一设想,轮端放置4个独立的控制器,正好可以增加电机控制相关的底层软件算法,将ESC整车稳定性算法放在单独的制动控制器或者底盘域控上,中间用标准的CAN通讯,实现完全意义上软硬件解耦。
自动驾驶电气架构驱动:最后一个才是大家谈的比较多的驱动因素,有些人觉得EMB就是为了自动驾驶而生的,但EMB的发展单凭自动驾驶这一个驱动力显然是不够掀起这么大的浪花的。我们知道,从燃油车过渡到新能源车,若还是液压制动的方式,那整个底盘的电气架构还是没变的,可以说非常臃肿,并不能很好匹配未来L3级以上自动驾驶的发展需求。某种程度,EMB响应时间的缩短,能为上层控制层的主芯片在关于主频参数等的选型上提供很大空间,该环节也不失为一项降本。
二、再来谈一下EMB是否也很难国产化的问题。这其实是个伪命题,EMB方向的创业和EHB方向的创业有一个很显著的区别就是竞争格局不一样。EMB方向国内外玩家进展相当,差距不超过1年,所以国产替代就无从谈起。
既然国内外进度相当,那就完全有弯道超车的可能。虽然国内EMB玩家创业一样会面临EHB玩家所遇到的产品稳定性、可靠性的挑战,但至少从与外资品牌的竞争态势上要好很多,再加上EMB是机电一体化的产品,像EHB这样机电液一体化的产品,可能我们干不过博世、采埃孚这几十年的经验积累。
但是在机电产品上,我们国人还是很有信心的,如果不信,EPB(Electronic parking brake)就是个很好的例子,当时这款产品的市场份额也是外资占据大头,国内玩家后来居上,截止目前国内市占率已超过60%,所以这一块还是很有机会的。
EMB并不是最近几年才提出来的,其实很早在飞机的制动上就有应用,20世纪90年代,大家相继开始研究EMB在汽车领域实施的可能性,但进展一直很慢,我想更多的还是发展土壤和行业生态的问题吧。
如今,中国新能源车已引领全球,整车智能化也一直领先国外,EMB具备在中国新能源车上快速发展的可能。从2023年下半年,明显能感觉到主机厂内部推动EMB上车的节奏在加快,从2021年只有少数几家主机厂在摸索前行到现在基本国内一线的国企、央企主机厂都在加速预研,有的已经有比较明确的量产时间线,甚至都已经为EMB的电气架构调整了内部的组织架构,所付出的代价和成本不可谓不大,可能都在卯着劲争抢着吃2026年的第一个“螃蟹”。
EHB VS EMB
论证了EMB方向投资的可能性,再来讨论下EMB玩家和EHB玩家在能力栈要求和资金投入有何不同。首先要明确的一点,我们说的EHB也好EMB也罢都是一个系统的底盘方案,而不是单纯的one-box/two-box盒子,这两者应该是从属关系,即one-box/two-box从属于EHB系统方案。
站在EHB系统方案的角度,除了有one-box/two-box控制器(含ESC算法),还有液压管路、传统踏板、轮端卡钳(固定钳和浮动钳)、机械传动装置等;同样的站在EMB系统方案的角度,需要有控制器(含ESC算法,也可集成于底盘域控)、轮端卡钳(浮动钳)、线控踏板、轮端无刷电机控制器、机械传统装置等。EHB玩家其实给主机厂提供的主要是one-box/two-box控制器,其他部分原有的车型架构上就有,无需提供,他们所需要的最主要的就是ESC的算法能力。
再反观EMB玩家,很多主机厂对EMB这个新鲜事物很多时候也有点发怵,由于他们也没用过,所以就需要Tier1供应商能提供系统方案,配合主机厂做联合开发,并且能为最终的方案兜底。如果不具备提供系统方案的能力,多家供应商一起“拼盘”去拿合同,也不能说不行,就是跟主机厂的联调成本会很高,难免会遇到责任相互推诿的问题,并不利于项目顺利进展。
EMB玩家除了控制器内含的ESC算法能力,还需要线控踏板、卡钳设计、机械传动设计、底盘布置到轮端无刷电机的底层软件控制能力,这几项才构成了一个EMB系统方案商的完整能力。
聊到这里,其实已经能说明,虽然EMB是EHB的下一代技术,但这两者本身的技术栈的延续性是很小的,唯一能延续的能力就是ESC的算法,但这两者的控制对象(液压电磁阀和无刷电机)也有差异,再加上EMB是需要四轮独立控制,该控制算法的难度又增加一个数量级。
不少产业界的朋友说,要做EMB必须要有EPB的量产经验,这点我是比较认同的。其实简单的讲,EMB就是一个“放大版”的EPB,同为轮端制动产品,两者的制动形式、尺寸设计和所遇到的工况其实都有很大的相似性,所以具备EPB的量产经验,某种程度的确是能在未来EMB的量产上提供诸多经验加持。
再说到资金投入,通过上面讨论的EHB和EMB方向创业者能力栈的不同,其实也能看出来EMB需要做的工作量比EHB多的多,需配备至少50人的专属研发团队,从拿到一个主机厂的预研合同开始计算到最终的量产上车一般需要3年时间,至少需要数亿的资金投入,其中涵盖了测试设备费用、人员运营费用、研发费用和产线费用。所以,如果EMB创业企业没有自我造血能力,单凭外部融资,其资金压力还是蛮大的,单凭这一点,就将很多创业者拒之门外了。值得一提的是,EMB相比EHB和其他传统零部件上车还有个流程上的差别,多了预研这个环节。常规的零部件上车,Tier1前期提供demo样机给主机厂测试,功能和参数测试没问题,一般就会给量产定点,然后配合主机厂一系列的冬测夏测、高附低附和整车耐久测试,最终测试没问题开始小批量供货到大批量上车。
但EMB涉及到整个底盘架构的更换,一般都是主机厂研发总院牵头在平台架构上对该方案做统一的测试,拿到demo件测试没问题主机厂会给预研合同,然后一系列的DV、PV测试、冬测夏测、整车耐久,这段测试就需要花差不多2年时间,没问题了才会在平台架构下选取一款车型给到供应商,这一步就是发量产定点书,配合主机厂内部上车的节奏以及其他转向、悬架、ADAS等功能联合测试,确定最终的量产上车时间。
较之EHB,EMB全自动化产线的方案设计也无太多可借鉴的地方,产线最终的工艺流程设计与EMB产品的最终形体和状态有强相关性,产品最终的定型取决于整车搭载路测的情况,没有经历这一步,谈产线建设就如同无本之木无源之水。
抢占先发优势的三个阶段
通过这个新零部件上车的流程,我们其实能推理出正常的EMB新势力玩家所经历的三个不同阶段:
第一阶段就是尽可能的拿到更多的付费预研合同,平摊自身研发成本的同时还能尽早切入到主机厂的下一代平台架构研发中,以争取生态位,整合不同主机厂遇到的各种工况和测试数据以提升自身的壁垒;
第二阶段就是集中力量应对量产车型,争取快速量产上车,不断迭代产品不断解决新问题;
第三阶段就是结合量产上车经验,复制到更多车型,进一步巩固自身地位。
说到底,EMB的壁垒还是在于工程化落地的能力,谁能整合各项技术,获取到足够多的测试数据,结合不同的工况优化自身产品,才能在长期竞争中不断巩固自身的护城河。
最后,致敬行业开拓者
聊了这么多,还是不得不叹服和致敬那些一直在为中国汽车工业努力奋斗的产业同仁们,尽管国产替代的路途很遥远,尽管汽车工业的崛起之路并不轻松,但看到依然有那么多为之拼搏付出的、不畏艰险的创业者们,一直坚信你们的努力才是推动汽车产业革命的最大驱动力!
原文标题 : 从产品和投资角度 - 浅谈智能汽车线控制动的底层逻辑
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