汽车转向行业研究：EPS结构迭代带来价值增量，线控转向应时而生

（报告出品方/作者：东北证券，李恒光、史久杰）

1. 投资分析

电动助力转向（EPS）在乘用车中渗透率已达到顶峰，当下发展方向是 EPS 产品结构的 迭代和智能化趋势下新技术（线控转向 SBW）的布局和应用。根据佐思汽研数据，2016- 2020 年 EPS 在中国乘用车转向市场的渗透率已从 80.1%逐年上升至 96.4%，基本接近顶 峰。目前 EPS 主要是向高性能方向升级，根据助力电机装配位置的不同，EPS 可以分为 转向柱助力式（C-EPS）、小齿轮助力式（P-EPS）、齿条助力式（R-EPS）和双小齿轮助 力式（DP-EPS）四种，从传动效率上 R-EPS 和 DP-EPS >P-EPS > C-EPS。随着中高端智 能电动车的快速发展，转向系统逐步从 C-EPS 向 R-EPS 和 DP-EPS 升级，其中 C-EPS 单车价值约 800-1000 元，R-EPS 单车价值约 2000-2700 元，EPS 产品结构迭代带来价值 增量。

从竞争格局来看，转向系统由于涉及到汽车安全领域，主要被博世、采埃孚、日本精工、 捷太格特、耐世特等国际 tier1 垄断。根据 Marklines 数据，以日本和北美 EPS 市场格 局为例，捷太格特等 4 家企业占据 87%日本市场份额，耐世特等 5 家企业占据 60%北美 市场份额。2021 年国内 EPS 市场 CR5 企业份额也超 75%，根据高工产业研究院统计， 在 EPS 前装市场，博世、日本精工、采埃孚、捷太格特、豫北等为国内 T0P5 厂商。

政策限制解禁及智能化趋势下，线控转向（SBW）相关产品已具雏形，国内耐世特、伯 特利等公司有望受益。线控转向是未来实现高阶自动驾驶的重要条件，自动驾驶过程中， 对转向系统的灵敏度和精确度的要求更高，而线控转向直接掌握自动驾驶路径和方向的 精确控制，是智能网联汽车实现路径跟踪与避障避险的关键技术。且 2021 年《汽车转 向系基本要求》新国标删除了原“不得装用全动力转向机构”的规定，放宽了对转向系 统的约束，线控转向将进一步落地。

国内外厂商积极布局线控转向，产品导入期有望实现国产替代。车企方面，丰田搭载线 控转向技术的 bZ4X 车型已经上市，为线控技术的大规模量产应用提供先行经验；Tier1 方面，采埃孚计划在全球主要市场量产线控转向系统，2022 年与蔚来签订合约将在线控 转向产品等领域展开合作；博世/博世华域、Kayaba、耐世特等厂商均在线控转向领域展 开布局。虽然海外龙头厂商具有先发优势，但线控转向行业仍处于导入阶段，相关技术 尚未成熟，国内多家企业已经在线控转向领域实现突破，未来国内厂商在线控转向领域 有望实现替代。

2. 转向行业现状与竞争格局

2.1. 汽车转向产品介绍

汽车转向系统经过了数次迭代，目前以电动助力转向（EPS）为主流，而线控转向 系统（SBW）受益于智能化发展方兴未艾。转向系统是汽车底盘四大系统之一，主 要由转向操纵机构、转向器、转向传动机构三部分组成，发展至今经历了机械转向 系统、液压助力转向系统（HPS）、电动助力转向系统（EPS）、电子液压助力转向系 统（EHPS）、线控转向系统（SBW）等多个阶段，逐步实现从机械件到电动化再到智能化的转变，转向系统操作性能逐步提升，集成度、电动化、智能化水平持续提 高。

目前，液压助力转向系统（HPS）和电子液压助力转向系统（EHPS）已广泛应用于 商用车，电动助力转向（EPS）则大量地运用于乘用车上。液压助力转向系统（HPS）是在传统机械转向系统基础上额外加装了一套液压助力 系统，一般由油泵、V 形带轮、油管、供油装置、助力装置和控制阀等组成。它以 液压油为动力，通过液压泵产生的动力来推动机械转向器工作。由于该系统通过液 压力作用来推动传统机械转向机构的转向运动，从而减轻了驾驶员的劳动强度，在 一定程度上解决了传统机械转向系统由于传动比固定而造成的转向“轻便”与“灵敏” 之间的矛盾。但是，这类动力转向系统是靠方向盘转动时带动扭杆直接改变液压系 统油路的通道面积来提供可变的助力。即助力大小与车速的高低没有关系，只与转 向角度有关。转向盘转过的角度越大，液压系统提供的助力也越大。同时，该系统 存在着以下缺点：（1）不管汽车转不转向，只要发动机工作，液压助力泵就会在发 动机带动下工作，额外消耗发动机的能量；（2）转向助力特性不可调，高速和低速 时助力特性相同。在低速转向需要较大助力时，往往因发动机转速低而助力效果差， 而在高速转向需要较小助力时，会因发动机转速高而助力作用大，导致转向过于灵敏，使汽车的操纵稳定性变差；（3）液压系统本身所固有的液压油泄漏问题和转向 噪声使得转向舒适性大大下降，同时对环境造成污染。由于液压助力转向系统工作 可靠、技术成熟，能提供大的转向助力，目前在商用车被广泛应用。

电动液压助力系统（EHPS）是在机械液压助力转向系统的基础上改进后的系统， 转向油泵不再由发动机直接驱动，而是由电动机来驱动，并加装了电控系统，使得 转向助力的大小不光与转向角度有关，还与车速相关。该系统在机械结构上增加了 电机和电子控制单元（ECU）等，使得汽车能够随着车速的变化自动调节操纵力的 大小，同时还降低了能耗，反应也更灵敏，但其制造、维修成本也会相应增加。尽 管电控液压助力装置从一定程度上缓解了传统的液压转向中轻便性和路感之间的 矛盾, 然而却未能从根本上解决 HPS 系统存在的不足。随着汽车微电子技术的发展, 汽车节能和环保的要求, 其在布置、安装、密封性、操纵灵敏度、能量消耗、磨损与 噪声等方面的不足已越来越明显, 转向系统向着电动助力转向系统发展。

EHPS 作为 HPS 的改进系统，具有如下特点：（1）可以充分利用传统液压动力转向 系统技术，核心部件电动泵集成了电动机、油泵和电子控制单元，结构紧凑、质量 轻、具有良好的模块化设计，且系统布置不需较大改动；（2）EHPS 通过无刷直流电 机及其控制单元来驱动油泵实现助力转向,在无需助力转向情况下，控制器将电机控 制到最低能耗的转速，从而节省了发动机燃料的消耗，降低废气排放,与 HPS 系统 相比，平均节约燃油可达到每百公里 0.3 升，高速时最多能节约 85%的能源；（3） 根据车型、车速、转角等不同，提供不同助力，舒适和稳定性较 EPS 更好。

电动助力转向系统（EPS）是在传统机械转向系统的基础上，增加了传感器装置、 电子控制装置和转向助力机构等，其特点是使用电动执行机构在不同的驾驶条件下 为驾驶员提供合适的助力。系统主要由电子控制单元 ECU、扭矩传感器、车速传感 器、电动机、离合器和转向柱总成等组成。EPS 与液压助力转向系统相比，除节省 能源外，由于取消了液压系统而提高了环保性能。完整的 EPS 系统还包括故障诊断 与安全保护系统，当发生故障时，能停止助力，自动恢复到手动控制方式并发出警 报信号，同时显示所记忆的异常内容如扭矩传感器本身异常、车速传感器异常以及 电动机工作异常、蓄电池异常等等。电动助力转向系统已成为目前汽车转向系统技 术发展的主流，但是该系统也有其局限性，由于电动机的发电功率和提供的转向助 力也很有限，如果车身较重，转向系统需要有较大的驱动力量，电动助力转向系统 就显得力不从心，所以该系统多用于乘用车。

根据电机安装位置不同，目前 EPS 产品主要分为 C-EPS、P-EPS、DP-EPS、R-EPS 等。目前国内外已开发的 EPS 产品，其助力电机主要为有刷直流电机，也有采用无 刷直流电机的。EPS 系统要求助力电机尺寸小、效率高、转矩波动和噪声小等。对 助力要求较小的汽车宜选用要求控制器结构简单、成本低的有刷直流电机；对需要 助力较大的汽车,宜选用效率、功率密度更高的无刷直流电机。根据电机安装位置不 同, EPS 系统分为转向轴助力式、小齿轮助力式、齿条助力式三种。转向轴助力式 EPS 的电机安装在转向轴上，要求电动机的最大输出力矩小，电动机布置在驾驶室 内，工作环境较好，对电动机密封要求低；由于电机离驾驶员近，所以要求电动机 的噪声一定要小；这种类型的 EPS 系统一般在微型轿车上使用。齿轮助力式 EPS 系 统其助力电机安装在转向小齿轮处，该型式 EPS 系统可使各部件布置更方便，要求 电动机的最大输出力矩也相对较小；但是电动机安装在驾驶室地板下，工作环境差， 所以对电动机的密封要求较高；由于电动机离驾驶员较远，则对电动机的噪声要求 相对较小；这种类型的 EPS 系统一般用于中级轿车上。齿条助力式 EPS 系统的助力 电机安装在齿条处，要求电动机的最大输出力矩相对较大，电动机工作环境差，对 其密封要求较高；由于安装位置离驾驶员较远，因此对电动机的噪声要求相对较小。

2.2. 转向行业市场发展现状

EPS 在乘用车中渗透率已达到顶峰，当下发展方向是 EPS 产品结构的迭代和智能 化趋势下新技术（线控转向 SBW）的布局和应用。目前，液压助力转向系统（HPS） 和电子液压助力转向系统（EHPS）已广泛应用于商用车，EPS 则大量地运用于乘用 车上，而 SBW（线控转向系统）渗透率相对最低。根据佐思汽研数据，2016-2020 年 EPS 在中国乘用车转向市场的渗透率已从 80.1%逐年上升至 96.4%，仅有少量乘 用车采用 HPS 和 EHPS 方案，而 2020 年部分海外国家 EPS 渗透率高达 100%。由 于未来存在线控转向系统渗透率（SBW）提高挤压 EPS 的空间，预计 2025 年左右 国内 EPS 渗透率将从上升转为下降。

电动助力转向系统（EPS）向高性能 EPS 升级趋势明显。根据助力电机装配位 置的不同，EPS 可以分为转向柱助力式（C-EPS）、小齿轮助力式（P-EPS）、齿条助 力式（R-EPS）和双小齿轮助力式（DP-EPS）四种。电子助力转向的布置中，电机 越靠近转向器，助力传动效率越高，性能越好，因而传动效率 R-EPS 和 DP-EPS >P-EPS > C-EPS。随着新能源汽车加速渗透以及智能化的快速发展，转向系统逐步从 CEPS 向 R-EPS 和 DP-EPS 升级。

EPS 细分产品中，C-EPS 销量占比逐渐降低，转向更高价值的 EPS 产品。随着 EPS 技术的不断成熟，EPS 产品需求量不断增长，根据智研咨询数据显示，2011 年我国 汽车 EPS 行业销量 410 万套，到 2019 年增长到了 1820.4 万套。从细分产品占比上 看，C-EPS 份额在逐年下滑，P-EPS 和 DP-EPS 等单价更高的产品份额在上升。从 价格纬度，汽车 EPS 产品价格稳中有降，2019 年约为 1513 元/套，导致变化的原因 主要有两方面：一方面，每类产品均有多种规格和型号，不同规格、型号产品的单 价有一定差异，各年度每类产品的不同规格、型号产品组合等变化会导致平均单价 的变化；另一方面，汽车 EPS 企业与整车制造厂商每年确定一次产品价格，当新产 品供应价格保护期过后，整车厂商一般会要求汽车 EPS 企业在价格上做一定的让步， 因此成熟产品价格会有不同程度调降。

对我国 EPS 市场空间进行测算：假设 2023-2025 年间我国汽车销量以 2%的年均增 速增长，C-EPS 系统销量占比以每年 5pct 逐渐降低，P-EPS、DP-EPS、R-EPS 系统 的渗透率在 2020-2022 年间分别以 2pct、2pct、1pct 的增速增长，在 2023-2025 年间 分别以 1pct、2pct、2pct 的增速增长，C-EPS、P-EPS 系统单车价值量在 2020-2025 年间的年均下降幅度为 1%，DP-EPS、R-EPS 系统单车价值量在 2020-2022 年间的 年均下降幅度分别为 2%、1.5%，在 2022-2025 年间的年均下降幅度分别为 1.5%、 1.0%。预计到 2025 年我国 EPS 市场空间达到 403 亿元，2022-2025 年间 CAGR 为 4.1%。

2.3. 汽车转向产业链分析

转向系统由 ECU、电机、减速机构、中间轴等组成，ECU 和电机为主要成本。汽 车转向系统上游为 ECU、电动机、减速机构、管柱及中间轴等零部件供应商。ECU 是电子控制系统核心部件，负责对传感器输入信号进行分析处理，使执行器按控制 目标进行工作。EPS 电机根据 ECU 的指令输出合适的助力转矩，为 EPS 系统提供 动力。减速机构作用是对电动机的转矩进行减速和增加转矩。转向中间轴为转向管 柱与转向装置之间的机械连接部件。其中 ECU 和 EPS 电机成本占 EPS 总成本的 64%，为主要成本构成，ECU 占 EPS 系统成本 44%，EPS 电机占 EPS 系统成本 20%。

MCU 为 ECU 核心部件，市场格局集中，现产能逐渐恢复至稳定。ECU 由 MCU（微 控制单元）、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，起控制作用。车规级 MCU 由于可 靠性要求较高等原因，进入难度大，因此市场格局较为集中，2021 年 MCU 全球 CR5企业占比 82%，对行业产能影响较大。2020 年上半年由于疫情因素影响，各大厂商 下调后市预期、降低产量，但自 20Q3 全球汽车需求复苏，出货量远超预期，叠加 MCU 头部企业意法半导体、恩智浦、瑞萨遭受罢工+疫情封锁、大雪、火灾等突发 因素影响，车规 MCU 芯片缺货程度严重。而后伴随产业链调整，供应商及代工厂 扩产，台积电、英飞凌、英特尔、格芯等厂商均宣布了各自的扩产或者向汽车芯片 产能调配的计划，芯片缺货压力得以缓解，至 2022Q4MCU 前五大厂商交期情况及 价格趋势整体好转。

MCU 厂商多采用成熟制程工艺，不受芯片制裁影响。MCU 由于对算力要求有限暂 不需要 14nm 及以下制程以及 MCU 内置的嵌入式存储自身制程限制 MCU 制程 的提升，MCU 的工艺主要集中在 40nm 及以上的成熟制程，不受芯片制裁影响。以 意法半导体的各产品系列为例，其大部分产品集中在 180/130nm、90nm 和 40nm 等成熟制程范围。在主流车规 MCU 领域，国产芯片代工商华虹半导体和中芯国际 均具备自主制造能力。

EPS 电机由外资主导，产品价格相对稳定。市场格局方面，由于技术、生产规模、 研发实力等优势，外资及合资品牌在国内市场依然占据了绝大部分的市场份额，至 2018 年，外资及合资品牌市场规模占比达 81%。EPS 电机主要原材料是硅钢和有色 金属、磁性材料和铸件等产品，这几类大宗原材料生产企业较多，处于产能过剩状 态，以电机中常用的无取向硅钢为例，在 2020-2021 年受疫情等因素影响价格出现 波动，至今价格已趋于稳定。EPS 电机产品价格总体相对较低且稳定，呈下降趋势。

减速机构具备对电机降速增矩的作用，常见有蜗轮蜗杆、滚珠丝杠等组合方式。减 速机构为汽车转向系统的重要组成部分，在电动助力转向系统中与电机相连，对电 机实现降速和增加扭矩的作用，EPS 的减速机构有多种组合方式，常见的有涡轮蜗 杆式以及负载能力更大的滚珠丝杠式。电动助力转向系统中 C-EPS、P-EPS、Dp-EPS 到 R-EPS 转向性能依次提升，前三者的减速机构都为蜗轮蜗杆，R-EPS 的减速机构 为滚珠丝杠（循环球式）。滚珠丝杠的主要结构包括丝杆、螺母、钢球、反向器、挡 圈，通过丝杠旋转带动内部充满钢球的螺母作直线往复运动。

滚珠丝杠为高负载转向系统核心减速机构，国际企业占据大部市场份额。滚珠丝杠 具备输出力矩大、噪音低、手感平顺、精度高、传动效率高等优势，是 R-EPS 提升 负载能力的关键部件，R-EPS 凭借滚珠丝杠的优势，输出的齿条推力远大于 Dp-EPS， 可以达到 16000N 以上，而 Dp-EPS 最大推力为 14500N。在竞争格局方面，由于滚 珠丝杠需要具备高速或精密机床加工能力，具备较高该领域技术实力的日本和欧洲 的滚珠丝杠企业占据了全球约 70%的市场份额，其中 CR5 市占率达到了 46%，主 要厂商有 NSK、THK、SKF 等。

滚珠丝杠行业竞争加剧，产品价格稳中有降。滚珠丝杠主要由丝杆、螺母、钢球等 组成，产业链上游主要为钢铁等原材料及相关零部件。我国钢铁行业上游原料供应 充足，主要产品产量及价格均保持稳定。在滚珠丝杠行业市场方面，近几年来竞争 加剧，国内企业向中高端市场渗透，外资品牌积极抢占经济型产品市场份额，由于 竞争的加剧使得行业市场价格总体呈现出明显的下降态势，据华经产研院数据，国 内滚珠丝杆价格从 2014 年 225 元/套的均价下降至 2021 年的 181 元/套，预计 2022 年市场价格降至 180 元/套，下降速度趋缓。

转向中间轴为转向管柱与转向装置之间的机械连接部件。汽车转向盘与转向管柱相 连，转向中间轴位于转向管柱及转向装置之间。当驾驶员操作转向盘时，转向柱便 跟着转动，通过转向节和转向中间轴，转向力矩可传递至转向器的输入轴，以齿条 齿轮式转向系统为例，此时输入轴的转动被齿条齿轮式转向器转换为往复运动或直 线运动，推动或拉动转向杆系及转向节，使转向轮（前轮）偏转一定角度。一般由 十字轴万向节和轴滑动副组成。转向中间轴行业内主要参与公司为国际企业如蒂森 克虏伯、耐世特、NSK、捷太格特等，上游原材料主要为钢铁材料，原材料产量及 价格方面较为稳定。

2.4. EPS 行业竞争格局

国际头部企业市占领先，稳定占据国内外大部市场份额。根据智研咨询数据，2021 年，全球电动助力转向系统（EPS）市场规模达到了 168.97 亿美元，其中大部份额 为国际头部厂商占有，且市场集中度较高。以日本和北美 EPS 市场格局为例，捷太 格特等 4 家企业占据 87%日本市场份额，耐世特等 5 家企业占据 60%北美市场份额。2021 年国内 EPS 市场 CR5 企业份额也超 75%。据 QYResearch 数据，2021 年 全球范围内 CR3 厂商占据 59% EPS 市场份额，市场份额集中。

轻卡占据美国汽车销量主体，电动汽车占比快速升高。美国汽车销量总体稳定，轻 卡汽车销量占比逐年升高，至 2022 年占据年度销量 75%份额。电动汽车销量也于 2020 年开始爆发，近两年电动汽车销量占比提升明显，2022 年电动汽车占新车销售 量 5.6%。轻卡和电动汽车较之于传统乘用车，重量均有所提升，对电动助力转向系 统（EPS）的负载能力要求较高，因此在美国市场性能较高的 R-EPS、Dp-EPS 的需 求量有望进一步提升。

国内市场大部份额仍由国际企业占据，国内企业拥有价格、响应快等优势。国际企 业在 2021 年占据国内 EPS 近 80%市场份额，与国际企业相比，国内企业在产品设 计、制造及产品性能方面存在明显差距，国内企业拥有价格、响应速度上拥有一定 优势。EPS 系统中，ECU 及电机等核心零部件领域技术由外资企业垄断，其议价能 力强，近年国内企业在 ECU 及电机方面进一步突破，如 2022 年德昌股份 EPS 电机 定点耐世特，兆易创新、中颖电子等推出 MCU 相关产品并即将量产。国产 ECU、 电机较之于国际企业拥有成本优势，将进一步缓解 EPS 企业成本压力并提升竞争力。

2.5. 电动化、智能化促进 EPS 单车价值提升

伴随国内新能车销量及自动驾驶渗透率的提升，高负载高可用 EPS 需求上升。国内 新能源汽车销量与 2021 年迅速爆发，至 2022 年，新能车（乘用车+商用车）销量 689 万辆，渗透率达到 26%，增幅明显。伴随电动化带来的汽车重量的增加和客户 体验需求升级，有望推动 EPS 从负载较小的 C-EPS 向更高负载的 R-EPS 转变，同 时带动单车价值量提升。同时，国内智能驾驶汽车渗透率也不断提升，2022 年 L1、 L2 及驾驶辅助渗透率突破 40%，自动驾驶功能不断升级，推动转向系统向“高可用 性”EPS 系统升级，双电机+双 ECU 等配置需求有望上升。

转向系统转向电动化的同时，智能化也成为了转向技术发展新的驱动力。为了更好 地满足智能驾驶的需求，转向系统需要有更高的安全性和可靠性，从而保证转向系 统在出现电气系统故障的时候整车仍然可以进入安全状态甚至继续安全驾驶。因此， 冗余 EPS、线控转向系统（SBW）成为未来的发展方向，其中线控转向（SBW）在 过去由于技术储备不成熟、法规限制等因素，近两年正处于刚兴起的阶段，所以冗 余 EPS 成为当前 L3+智能驾驶场景下的核心技术。

冗余 EPS 系统主要由机械系统部件、转矩转角传感器总成（TAS）以及电控单元组 成。以 R-EPS 为例，机械系统主要由齿轮齿条副、滚珠丝杠传动机构、皮带传动单 元、转向横拉杆等组成。可支持的最大齿条力达到 16kN 以上，能够满足豪华轿车、 SUV 以及商务车的要求。转矩转角传感器总成用于检测转向扭矩和方向盘转角，主 流的冗余传感器方案通常能够提供 4 路转矩信号和 2 路转角信号，显著提升了安全 性。电控单元是冗余 EPS 的核心部分，由助力电机以及驱动和控制单元组成，助力 电机通常采用六相或十二相无刷直流电机，由于单点失效导致其中三相无法正常驱 动时，剩余部分仍可正常工作，为转向系统提供助力。驱动和控制单元集成在电机 的后端，由驱动板、控制板、散热器、外壳等组成。

基于双三相无刷直流电机的全冗余电控方案采用了双路独立外部供电、双路外部 CAN/CANFD 通信以及冗余的转矩、转角传感器信号。电机驱动单元、电机位置传 感器、电源管理单元、主控 MCU 也都采用了双备份的冗余架构。主控 MCU 采用 带锁步核的 32 位芯片，具有较高的算力，同时最高支持 ASIL-D 功能安全等级。双 MCU 之间采用 CANFD 通信，实现信号交互、力矩指令传递、故障诊断信号交互 等，可以起到相互监控的作用，必要时支持主辅切换，提升了整个系统的安全性和 可靠性。根据《GB/T 40429-2021 汽车驾驶自动化分级》对于 L3 级自动驾驶的定义，车辆在 有条件设计运行范围内运行，允许驾驶员注意力离开驾驶任务，但是在系统提示需 要接管的时候应该进行适当的响应。基于上述冗余方案，电气系统在出现单点失效 的场景下，最多损失 50%的助力能力，因此对于大部分限定条件下的 L3 级自动驾 驶功能，能够保证整车在系统提示接管到驾驶员完成阶段的时间段处于安全状态。

冗余 EPS 关键技术为冗余策略与安全机制。在冗余 EPS 的双 MCU 架构中，双 MCU （ECU A 和 ECU B）都实现完整控制功能，上电初始化后默认分配主从角色。正常 工作状态下，双系统均进行力矩指令计算，但是从系统响应主系统分配的扭矩指令。如果系统发生单点失效，双 MCU 根据故障诊断与处理机制判断是否进行主从切换， 必要时从系统切换为主系统。冗余 EPS 已经成为当前 L3+自动驾驶场景下的核心技 术，相比传统的非冗余 EPS，冗余 EPS 需要更加复杂的系统架构和更加复杂的功能 来保证车辆的安全性、可靠性和驾驶体验，因此也有更高的技术壁垒。

3. 线控转向：政策限制解禁+智能化趋势下已具雏形

3.1. 智能化趋势下线控转向应时而生，相关技术成果已具雏形

线控转向系统（SBW）取消中间传动轴，方向盘与转向机构之间只有电线连接，转 向动力来源完全由人手以外的动力提供。线控转向系统完全通过电信号传输控制指 令，转向机构与驾驶员无直接物理力矩传输路径。配备线控转向系统的车辆，具备两种操控模式，一是自动驾驶模式，人手不干预方向盘，车辆转向按照电脑指令动 作；二是手动操控模式，人手把握方向盘，车辆操控按照人手指令动作。

受制于电子控制技术，直到 20 世纪 90 年代，线控转向技术才有较大进展，美国、 欧洲、日本在线控转向的研发与推广方面比较活跃，一些采用线控转向系统的概念 车陆续展出。2013 年，英菲尼迪的“Q50”成为第一款应用线控转向技术的量产车型。该线控转向系统由路感反馈总成、转向执行机构和 3 个电控单元组成，其中双转向 电机的电控单元互相实现备份，可保证系统的冗余性能，转向柱与转向机间的离合 器能够在线控转向系统出现故障时自动接合，保证紧急工况下依然可实现对车辆转 向的机械操纵。2017 年，耐世特（Nexteer）公司开发了由“静默转向盘系统”和“随 需转向系统”组成的线控转向系统，该系统可随需转向，在自动驾驶时转向盘可以保 持静止，并可收缩至组合仪表上，从而提供更大的车内空间。

线控转向系统是将驾驶员对方向盘的操纵信号转换成电信号传送给电子控制单元， 对数据处理后用电机驱动齿轮齿条转向器实现车轮转向。线控转向系统去除了从方 向盘到转向器之间的机械操纵杆件和液压系统，增加了一套主动控制系统。不仅从 汽车零部件布局上节省了空间，可以获得更快的响应速度，在行驶安全性和驾驶操 纵性方面也得到了很大的改善，推动了汽车集成化、网联化、模块化、智能化的快 速发展。另外，通过主动控制可以实现车道保持功能、自动泊车甚至自动驾驶等辅 助驾驶功能。当驾驶员转动方向盘时，传感器会将转向意图转化成电信号传送给电 子控制单元，电子控制单元会根据行驶车速信号和梯形臂上的转角传感器信号控制反馈电机，以达到增强驾驶员手感和方向盘回正，同时，电子控制单元根据转向反 馈电机生成的反馈力矩、模拟方向盘力给转向电机发送信号进行旋转，结合驾驶员 的转向意图，从而对转向器进行操作，实现对转向轮的控制。

线控转向系统最显著的特征为去掉了传统转向系统中从转向盘到转向执行器间的 机械连接，由路感反馈总成、转向执行总成、控制器以及相关传感器组成。路感反 馈总成主要包括转向盘、路感电机、减速器和扭矩转角传感器，功能是驱动路感电 机实现控制器给出的反馈力矩指令，对驾驶员施加合适的路感。转向执行总成主要 由转向电机、转向器和转向拉杆等部件组成，转向电机一般为永磁同步直流电机， 转向器多为齿轮齿条结构或者循环球式结构。该部分工作原理为驱动转向电机快速、 准确地执行控制器给出的转向角指令，实现车辆的转向功能。线控转向控制器的功 能包括路感反馈控制策略和线控转向执行控制策略。路感反馈控制策略根据驾驶意 图、车辆状况与路况，过滤不必要的振动，实时输出路感反馈力矩指令。线控转向 执行控制策略依据车辆运动控制准则，提供良好的操纵稳定性，实时输出车轮转向 角指令。考虑到可靠性，保证车辆在任何工况下均不失去转向能力，线控转向执行 控制的冗余防错功能至关重要。

按照转向电机的数量、布置位置与控制方式不同，目线控转向系统的典型布置方式 可分为 5 类，分别为单电机前轮转向、双电机前轮转向、双电机独立前轮转向、后 轮线控转向和四轮独立转向。

1) 单电机前轮转向与传统的电机助力转向相近，对底盘构造改动较小，易于 布置；当匹配转向功率需求大的重载车型时，转向电机可布置在齿条处或 采用滚珠丝杠、齿轮减速器增大扭矩，但单电机不具有故障冗余性，且由 于单电机驱动，电机功率较高。

2) 双电机前轮转向采用 2 个电机共同实现前轮转向，第一款上市的英菲尼迪 “Q50”即采用这种方式。双电机功能上可以互为冗余，但是转向器结构、冗 余控制算法较复杂，且增加了零部件成本。

3) 双电机前轮独立转向采用 2 个电机分别独立控制左、右前轮，进一步提高 了前轮转向系统的设计自由度。斯坦福大学开发的样车“P1”即为这种方式， 其左右车轮无机械连接，占用空间小。该方式在单电机出现故障时无法冗 余备份，导致转向功能缺失，而且双电机协调控制的复杂度较高。

4) 线控后轮转向一般作为前轮转向的补充，例如 ZF 公司开发的主动后轮转 向系统（Active Kinematics Control，简称 AKC），可在前轮转向的基础上对 后轮左右进行最大 3°的转向，进一步实现转向系统的高速稳定性和低速灵 活性。不过采用该布置，系统零部件数量与成本增加，控制自由度增加， 控制策略的复杂度也增大。

5) 四轮独立转向是转向系统中自由度最多的形式，4 个车轮都为转向轮，可 全方位自由设计转向特性，实现侧向和零转弯半径行驶。吉林大学开发的 “UFEV”等即为这种方式。该方式与底盘集成控制协同的潜力最大，但是零 部件数量多，且四电机转向协同控制算法更加复杂。

线控转向系统去掉了转向盘到转向执行器间的机械连接，与传统转向系统相比更具 优势：（1）安全性：替代了传统的机械或液压连接,取消了转向盘和转向轮的机械连 接,占据空间小,并可减少碰撞时对驾驶员的伤害；智能化的 ECU 根据汽车的行驶状 态判断驾驶员的操作是否合理,并做出相应的调整;当汽车处于极限状况时,能够自动 对汽车进行稳定控制。（2）舒适性：由于消除了机械结构连接,地面的不平和转向轮 的不平衡不会传递到转向轴上,从而减缓了驾驶员的疲劳；驾驶员的腿部活动空间和 汽车底盘的空间明显增大。（3）控制系统的一体化：通过控制器和汽车总线的连接, 可以实现汽车动态控制系统和汽车平顺性控制系统以及其他的控制单元通讯联系, 为集成控制一体化提供了条件。（4）个性化：转向回正力矩能够通过软件依据驾驶 员的要求进行调整，因此在不改变设计的情况下, 可以个性化地适合特定的驾驶者 和驾驶员环境, 与转向有关的驾驶行为都可以通过软件来实现。

3.2. 智能驾驶要求+政策限制解除，促进线控转向发展

3.2.1. 智能化趋势驱动线控转向渗透

线控转向系统被认为是实现高级自动驾驶的关键部件之一，其性能直接影响主动安 全与驾乘体验。在国际汽车工程师协会（Society of Automotive Engi⁃neers，SAE）发 布的 5 级自动驾驶体系中：第 1 级为驾驶辅助，要求对转向或加、减速中单独一项 进行自动控制；第 2 级为部分自动驾驶，要求对转向和加、减速中的 2 项进行自动 控制；第 3 级及以上分别为有条件自动驾驶、高度无人驾驶和完全自动驾驶，要求 转向逐步与其他子系统实现高度自主协同。

线控转向是未来实现高阶自动驾驶的重要条件。自动驾驶系统可以分为感知层、决 策层、执行层。感知层的激光雷达、摄像头、毫米波雷达等感知设备采集与处理环 境信息和车内信息；决策层依据感知信息来进行决策判断，确定适当工作模型并制 定相应控制策略，替代人类做出驾驶决策；执行层按照决策结果对车辆进行控制。自动驾驶过程中，对转向系统的灵敏度和精确度的要求更高，而线控转向直接掌握 自动驾驶路径和方向的精确控制，是智能网联汽车实现路径跟踪与避障避险的关键 技术，也是实现自动驾驶的重要条件。

3.2.2. 政策限制解除促进线控转向系统落地

新国标放宽约束，促进线控转向系统落地。2021 年《汽车转向系基本要求》新国标 （GB 17675-2021）发布，新国标删除了原“不得装用全动力转向机构”的规定，在方 向盘位置、转向偏转性、转向系统设计与装配等方面修订了原标准，放宽了对转向 系统的约束，线控转向将进一步落地。

2022 年，《线控转向技术路线图》征求意见稿正式发布，线控转向系统将加速渗透。意见稿提出，计划在 2025 年、 2030 年实现线控转向的渗透率达到 5%、30%，满 足 L3+、L4+级自动驾驶的线控转向系统达到国际领先位置；关键零部件方面，在 2025 年、2030 年力争控制器市场占比超 20%、50%，电机计划市场占比超 20%、 60%，减速机构自主化率达 70%、100%。

3.3. 线控转向开发难度高，各厂商积极入局

3.3.1. 技术复杂叠加高成本制约线控转向落地

线控转向技术尚未完全成熟，冗余设计高成本制约量产。线控转向需要较高功率的 力反馈电机和转向执行电机，力反馈电机和转向执行电机的算法实现较为复杂。此 外，在线控转向系统中，由于电子元件失效或者控制系统环境发生变化时均可能导 致线控转向系统失效；为保证线控转向可靠性，需要充分考虑转向执行系统的容错能力，在系统设计中增加冗余设备，但会导致额外增加成本和重量。英菲尼迪 Q50 采用安装了离合器装置的转向轴备份，在线控系统失效时离合器接合可实现转向功 能，属于典型的被动容错方案。随着自动驾驶进程的进一步发展，线控转向系统需 要与其他（感知、底盘、动力等）自动驾驶控制子系统进行高度融合与协同，复杂 度和可靠性是挑战。

路感反馈技术尚未成熟，驾驶员干预与自动驾驶控制的协同性有待提高。路感是驾 驶者通过汽车的转向系统感受到的来自路面的反馈,反馈包括由车辆的向心加速度 引起的作用在车辆轮胎上的侧偏力的变化等和反映为作用于方向盘上的操舵力的 变化等。线控转向系统由于断开了转向盘一人机接口和转向执行装置之间的机械连 接,所以需要人为地向驾驶员提供转向时的阻力,使得驾驶员获得可靠的路感。在自 动驾驶由第 2 级发展到第 4 级的过程中，线控转向系统需正确判别紧急状态、准 确识别驾驶员意图，实现提前预判紧急工况、规划道路动态安全边界、辅助驾驶员 进行自动紧急转向等驾驶行为，因此，需要解决驾驶员干预与自动驾驶控制策略间 的融合与协同问题。

3.3.2. EPS 时代国际 tier1 垄断，线控转向国产替代可期

国内外厂商积极布局线控转向，产品导入期有望实现国产替代。车企方面，丰田搭 载线控转向技术的 bZ4X 车型已经上市，为线控技术的大规模量产应用提供先行经 验；特斯拉计划于 Cybertruck 纯电皮卡上率先搭载 SBW 技术；长城汽车新一代智 慧底盘也采用了线控转向技术并计划于 2023 年量产。Tier1 厂商方面，采埃孚计划 在全球主要市场量产线控转向系统，2022 年与蔚来签订合约将在线控转向产品等领 域展开合作；2022 年舍弗勒收购帕拉万公司，拥有 Space Drive 线控系统，其线控 转向技术 Space Drive 发展至第三代。博世/博世华域、Kayaba、耐世特等厂商均在 线控转向领域展开布局。虽然海外龙头厂商具有先发优势，但线控转向行业仍处于 导入阶段，相关技术尚未成熟，国内多家企业已经在线控转向领域实现突破，未来 国内厂商在线控转向领域有望实现替代。

4. 转向行业相重点公司分析

4.1. 耐世特：北美汽车转向龙头，亚太地区业务在上升

耐世特是全球领先的先进转向及动力传动系统供应商。公司 1906 年成立以来，深 耕于转向系统领域。公司前身是 Jackson Church & Wilcox，1909 年被通用汽车收购， 作为通用汽车旗下业务部门，1999 年独立为德尔福公司。2009 年通用汽车公司收购 了德尔福业务部门，命名为耐世特汽车系统。2010 年太平洋汽车系统从通用汽车处 购得耐世特汽车系统，后让渡给中国航空工业集团，2013 年，耐世特在香港上市。

公司拥有多个产品线， 转向系统与动力传动系统适用于从小轿车到重型卡车的各 类车型，覆盖电动助力转向（EPS）、线控转向（SBW）、液压助力转向（HPS）、转 向管柱、动力传动系统、ADAS 及自动驾驶。

近五年公司营收下行后逐渐修复，EPS 业务为营收主体。受疫情因素扰动，全球汽 车产销下降，19、20 年公司业绩遭遇下行压力，叠加 EPS 渗透率见顶因素，EPS 业 务增量贡献削弱，营收及同比增速均有所下滑。至 2021 年，疫情因素扰动趋缓，公 司业绩逐渐好转，至 21 年底，营收同比增速由-15.2%恢复至 10.8%。EPS 业务仍为公司主要收入来源，至 21 年底营收占比近 70%，相关业务稳中有升。

受上游供应链、疫情等因素影响，近些年毛、净利润承压明显。近年来由于材料成 本上升及全球供应链持续受限（如汽车芯片等），以及新冠疫情影响，汽车行业遭遇 重大干扰，公司主营业务成本居高不下，因此公司毛、净利润端承压明显。

北美地区为收入主体，客户结构持续优化。公司业务面向全球市场，至 2022 年 H1， 公司已在全球布局制造工厂 26 间，面向 60 家以上全球客户。分地区业务方面，北 美地区近五年营收占比稳定在 60%~70%，为公司贡献主要营收，亚太地区营收自 2019 年后形成逐渐增长趋势。客户结构方面，通用汽车为公司第一大客户，近年占 比不断下降，公司对其依赖逐渐降低，客户结构持续优化。

积极拥抱新能源相关业务，高性能 EPS 份额不断扩张。目前 EPS 已基本完成渗透， 伴随着智能电动化浪潮，更高负载能力和冗余度的高性能 EPS 渗透率有望进一步提 升，单车价值量亦可同步增加。在新能源领域，公司积极布局，新能车相关订单量 从 2018 年的 7%快速升至 2021 年 25%。在高性能 EPS 领域，公司技术积累深厚， 拥有丰富产品矩阵，产品可支持 B-D 级电动车至重型车辆负载，相关 REPS 产品占 据美国市场 90%份额，为相关领域全球领导者，拥有深厚配套经验。新能源业务的 持续扩张及高性能 EPS 市场渗透率的不断提升，有望助力公司业绩全面提升。

4.2. 浙江世宝：转向系统国产化核心标的之一

浙江世宝创建于 1984 年，自成立以来公司一直致力于汽车转向系统产品的研发、 制造和销售。2009 年被中国汽车工业协会认定为“中国汽车零部件转向器行业龙头 企业”，是中国转向器标准制定的主要参与者，国家高新技术企业，连续多年被评为 “全国百家优秀汽车零部件供应商”。

公司深耕转向系统领域，产品线丰富。公司长期致力于汽车转向系统及配套零部件 的研发与生产，主要产品包括电动助力转向系统、智能转向系统、液压助力转向器、 机械转向器、转向系统零件、铸件等。其中，智能转向系统包括线控转向系统、车 道保持系统、乘用车智能转向系统、智能电动循环球转向器、智能循环球电液转向 器。目前，线控转向产品正在研发推广中。

转向系统及部件是公司主要营收来源，营收占比 85%以上。2017-2022 年，公司营 收处于 9-11 亿元之间，其中转向系统及相关零部件营收占比维持在 85%以上，经营 相对稳健，营收波动主要受汽车行业周期及下游大客户销量影响。盈利能力方面， 近三年归母净利率逐年降低，22 年 Q1-Q3 处于盈亏平衡边缘。2019 年，受汽车行 业下行周期影响以及个别客户经营恶化导致货款回收困难等因素影响，营收及利润 出现大幅下滑。2022 年前三季度归母净利润为 0.06 亿元，上年同期为 0.42 亿元， 同比下降 85.14%，毛利率和净利率同样呈现下滑趋势，盈利能力不佳，主要受汽车 行业表现不佳及原材料价格上涨影响。

公司下游客户集中于自主品牌，布局智能化领域。2021 年公司前五大客户分别为吉 利汽车、一汽集团、江淮汽车、东风集团以及 Rulevye system LTD，占营业总收入 的比重分别为 19%、15%、7%、6%和 5%。此外，在 2021 年 12 月底华为举行智能 汽车解决方案优秀合作伙伴答谢时，将浙江世宝等 57 家公司列为“2021 年度华为 智能汽车解决方案优秀合作伙伴”，根据华为发布的智能座舱合作伙伴中，公司是华 为最新的座舱方向+转向/传感器的硬件伙伴。分地区收入上，公司的境内营收远超 境外，保持在 85%以上，2022H1 境内营收占比同比增长 3.2%。

EPS 产品系列趋于完善，年产能超百万套。据公司投资者关系，公司 C-EPS、P-EPS 已成为量产产品，R-EPS 尚处于客户的测试过程中，未来有望配套高端乘用车；另 外，2021 年公司各类 EPS 的综合产能为 105 万套。募投扩产，加码汽车转向、智能网联。2022 年 10 月 19 日，公司非公开发行 A 股股 票预案，募集总额不超过 11.8 亿元资金，具体为：（1）新增年产 60 万台套汽车智 能转向系统技术改造项目：建设 R-EPS、智能电动循环球和智能电液循环球等转向 系统生产线；（2）汽车智能转向系统及关键部件建设项目：建设转向管柱、中间轴、 智能电动循环球和智能电液循环球等转向系统及关键部件生产线；（3）智能网联汽 车转向线控技术研发中心项目：聚焦未来转向技术的研发和产业化落地，布局汽车 智能化线控转向控制技术、汽车线控四轮转向控制技术、高安全性转向控制模块化 设计技术；（4）补充流动资金。根据公司公告，由于申请材料不符合法定形式，该 非公开该方案在今年 1 月 11 日被证监会驳回，在补充材料后，2 月 6 日又被证监会 重新受理。如果融资计划顺利，公司将进一步扩大主营业务产能以及提升综合竞争 力。

4.3. 伯特利：国产线控制动龙头，布局线控转向新赛道

伯特利是国内制动系统行业龙头企业。公司成立于 2004 年，于 2018 年在 A 股上 市。公司的主营业务是汽车制动系统相关产品的研发、生产和销售，同时具备机械 制动系统产品和电控制动系统产品的自主正向开发能力。公司的主要产品分机械制 动产品和电控制动产品两大类，前者主要包括盘式制动器、轻量化制动零部件及真 空助力器；后者主要包括电子驻车制动系统（EPB）、制动防抱死系统（ABS）及电 子稳定控制系统（ESC）。2017 年至 2021 年，公司营业收入从 24.2 亿元增长至 34.9 亿元，年复合增速为 9.6%；归母净利润从 2.77 亿元增至 5.05 亿元，年复合增速 16.2%；2022 年 1-3 季度公司实现营收 36.8 亿元，同比增加 58.2%；归母净利润 4.8 亿元，同比增加 29.7%。

收购浙江万达汽车，进一步布局线控转向技术。2022 年，伯特利收购浙江万达汽车 方向机公司 45%股权，进一步丰富和完善公司在汽车安全系统领域的产品线。万达 汽车为专业从事汽车转向系统产品研发生产的一级汽车零部件供应商，并拥有良好 的经济效益和技术底蕴，其主要产品转向器和转向管柱与公司在汽车底盘领域有明 显的协同效应。本次投资合作一方面将整合双方的技术优势，丰富和完善伯特利在 汽车安全系统领域的产品线，进一步布局线控转向技术。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议）

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