汽车空气悬架行业研究国内外资垄断有望打破国产企业冉冉升起

汽车空气悬架行业研究国内外资垄断有望打破国产企业冉冉升起

　　 当前自主品牌份额持续提升，差异化配置成为自主品牌产品力上升的核心竞争力之一。从15万元以上分派系市场份额来看，2021年之前自主品牌份额主要在11%上下徘徊，而2021年上半年该份额已提升到了16%以上。

　　 以空气悬架为例，自主崛起，豪华品质逐渐下沉，其作为高端配置比例有望提升。2017年开始，蔚来汽车相继推出ES8、ES6，空气悬架首次搭载于甚至40万元以下的车型，2021年东风岚图FREE参数图片与吉利极氪001继续将空气悬架搭载车型价格下沉至30万元以内极氪001在2021年7月日下订前的入门价格是26.6万，算上空气悬架选配后售价28.6万。空气悬架价格下沉带来应用的推广，2021年中国乘用车空气悬架实现销量约万辆，占乘用车市场的渗透率从2018年的1.27%提升到了2.2%，占25万元以上车型市场渗透率达到了9%左右。注：统计口径为标配空气悬架的车型，考虑选配的话渗透率更高。

　　 消费持续升级，高端智能电动加速空气悬架应用。近年来我国汽车消费升级趋势显著，随着购买力提升+增换购比例提升，乘用车平均购车单价持续向上，尤其是25万元以上高端车型销量占比明显提升，从2018年的17.3%到了2021年的23.8%，空气悬架也进入了更多人的配置清单。另一方面，新势力正快速崛起，在高端智能电动的品牌定位之下对于新兴、高端配置的接受度更高、更愿意使用，如蔚来汽车，新势力有望拉动空气悬架消费趋势，未来有望出现更多车企搭载空气悬架，如红旗、极氪、岚图等已经成为继蔚来之后的先行者。

　　 假设：消费升级下预计乘用车25万元以上市场销量与份额有望继续提升，诞生更多空气悬架需求；未来国产化与规模化带来单价下降，更便于空气悬架市场普及。根据计算，到2025年我国空气悬架乘用车市场规模1.0亿元，复合增速.8%。

　　 在空气悬架中，内部组件包括了前空气支柱、后空气弹簧、压缩机、阀块、储压罐、传感器和电子控制单元，前空气支柱在前轮，电子控制单元在车身中央，其余集中在车辆尾部。

　　 在运行中存在空气路径和数据路径：在空气路径中，由压缩机压缩空气，经过阀块将压缩空气分给空气支柱、后空气弹簧、储压罐，压缩机无法满足前后弹簧时，储压罐中的压缩空气会分给前空气支柱和后空气弹簧；在数据路径中，传感器完成数据收集经由电子控制单元处理，完成对前空气支柱、后空气弹簧、压缩机、阀块的控制。由于车身稳定性对空气悬架依赖性较高，故而在空气悬架的设计开发和使用中对于空悬系统开发设计、电控系统和橡胶件的稳定性要求较高。

　　 空气悬架系统开发过程复杂，需要多种零部件的共同作用。根据工信部2010年实施的《圆周弹簧》，对空气悬架设计开发过程有明确规定：在空气悬架的设计开发过程中，需要完成辆侧倾角刚度和侧倾角、空气悬架刚度、高度控制阀、运动上下极限、限位阀计算，并符合打钉弹簧中参数标准；需要完成导向机构、减震器、后稳定杆、后导向臂、推力杆等多种压铸件的选型；并对承载零件进行CAE分析，最终在保证零件强度的前提下，降低空气悬架重量、优化空气悬架结构。

　　 空气悬架验收试验规范复杂，多维度进行测试保证空气悬架上车的安全性。根据工信部2010年实施的《弹簧肠》，明确了空气悬架设计验收阶段所需要完成的检测方式和试验方法：需要从方案、图纸、实物多维度进行评审；需要对悬架系统的平顺性、稳定性、零部件强度、运动协调性等多维度进行验收检测；需要完成多种多次验收试验。

　　 电控系统结构复杂，算法需求较高。空气悬架的电控系统中，电子控制单元需要收集多种传感器发出的数据信息完成加工处理后再实现对零部件的精准控制，软件端需要进行多线程的高位运算，算法开发有较大难度。并且由于空气悬架各个组件遍布车身各个位置，其管路也相对复杂，对于传输速度要求和控制精准性要求较高。

　　 舒适性需求催生空气悬架电控系统算法升级。对于乘用车而言，舒适度是用户衡量乘驾体验好坏的重要指标。在汽车急加速和急减速的过程中，由于自车巡航ACC系统会紧急制动，从而出现车辆“抬头”或者“低头”的现象。此时，空气悬架电控系统通过对前后弹簧抽放气，改变车头车尾高度，抵消由于自车巡航系统产生的附加垂向力，从而提升整车舒适性。在这一过程中，电控系统需要与更多传感器连接，电子控制单元数据处理难度加大，算法能力和开发难度再次升级。

　　 空气供给单元作为电控系统终端之一，其技术难度较高行业壁垒明显。电控系统的终端是阀块和空气供给单元。在空气悬架系统中，通过电控系统对阀块和空气供给单元的控制调节实现压入空气和放出空气的操作，并控制空气流向。空气供给单元行业壁垒明显：

　　 1由于压缩机需要短时间内快速达到15-20bar的压强，内部电动机转子、缸体等部分的摩擦需要极小才可以保证压缩机不会过热。 2悬架系统中大量的橡胶件和金属件，需要保证压缩机压入的空气是绝对干燥。 3面向后市场时，需要保证空气供给单元的易操作性。综上，空气供给单元需要有强大的干燥能力、较小的产热、较小的体积和完整性，技术难点较多，生产要求较高。

　　 橡胶件受力复杂，改变形变因素多，对于悬架稳定性影响较大。在汽车运动过程中，橡胶件承受着多个方向的力和力矩，在空间上存在向各个方向发生形变的可能，并且受到安装位置、结构形状、是否有金属约束等多个方面的影响，各个方向的形变会发生耦合。由于形变情况复杂、影响因素多，橡胶件的形变对于车轮姿态的调整和控制、悬架稳定性都带来极大的挑战。对于悬架供应商来说，需要完成控制橡胶件的形变，从而保证悬架能够获得整车厂需要的弹性运动学特性。

　　 橡胶件要求复杂，功能要求繁多、精准。橡胶空气弹簧大致结构为一层压延橡胶内衬、一层加强骨架层、一层压延橡胶外层胶。橡胶件需要做到无需维护和润滑，无需内部操纵杆或活塞、有一定的弯折角度、安装简易、低廉的成本、高度控制，并要实现防止共振、减少噪音等功能，功能复杂，需并圈弹簧有强大的研发能力。橡胶件的运输、保存环境特殊，需要避免尖锐物品、避免阳光直晒、避免和有机橡胶空气弹簧气囊有强大的仓储和物流能力。

　　 橡胶件耐用性决定空气悬架使用寿命。根据汽车弹簧钢板切割的信息，空气悬挂出现问题集中在气囊漏气和管道破裂，由于使用时限过长或者空气中的水分进入到系统内部，龟裂的橡胶可能会造成空气悬挂失效。除去气囊和管路外，悬架支臂架间的橡胶件由于受力复杂、使用频繁、工作力学强度较高等因素，也是极易老化的零部件。空气悬架的橡胶件，其耐用性将决定空气悬架的寿命。

　　 在空气悬架行业中，大陆集团和威巴克是公认的行业巨头。通过对巨头在空气悬架业务的历史进行复盘，佐证空气悬架的技术难点即是行业护城河。

　　 大陆集团康迪泰克事业部对于橡胶材质产品不断迭代和技术积累造就目前的领先地位。康迪泰克最初的业务是生产橡胶材质的工业传送带，并通过环形三角带实现了无损耗的动力传输。在一战期间，康迪泰克在汽车轮胎、自行车轮胎等多种橡胶业务实现突破。20世纪20年代，康迪泰克将橡胶业务延伸到日用品，有代表性的便是红色暖水袋。20世纪30年代，康迪泰克提升了在保证橡胶管柔软性的同时提升了坚固性和耐用性，康迪泰克已经完成了大量橡胶材料的技术积累和产品实践，橡胶技术行业领先。19年，康迪泰克弹簧钨款空气弹簧6N问世，装载在公共汽车上，并沿用至今。

　　 大陆集团的技术能力覆盖了空气悬架的难点。大陆集团包括五大事业部，包括底盘与安全事业部、车身电子事业部、康迪泰克事业部，具备空气悬架系统开发所需的橡胶开发、电控落地、系统总成的全部能力。

　　 大陆集团空气弹簧能力强大，产品覆盖汽车、工业、农业，产品结构全面，产品覆盖广泛。空气弹簧作为空气悬架中的核心组件，其橡胶工艺对产品耐用性、降噪性能起到决定性作用。大陆集团空气弹簧产品性能强大，产品种类丰富，覆盖广泛。在汽车领域，大陆集团在全球范围提供2,000多个产品线，覆盖挂车、卡车、客车和乘用车几乎所有空气弹簧产品线。在工业和农业领域，大陆集团针对轨道车体、转向架、压缩机、鼓风机等产品设计空气弹簧，下游需求旺盛。

　　 大陆集团空气悬架系统采用封闭式结构，通过压缩空气和空气供给单元集成的方式提升空悬系统工作效率并降低了系统能耗。大陆集团所采用的封闭式结构空气悬架中，保留了储气罐，保证了整体空悬系统的稳定性和在各种环境中的适应性。在封闭式结构空气悬架的工作模式中，将开放式结构中排出系统的空气进行，通过电控系统的控制提升空气悬架系统的准确性。封闭式结构减少了空气供给单元的工作次数和系统能耗，同时延长了空悬系统的寿命，并且降低整体系统的噪音。另外，大陆集团通过升级空气供给系统CAirS，将干燥器、电动机、ECU结合，实现了空气悬架系统能耗的降低、悬架系统的可升级性、降低了整体悬架系统的重量，并且保证了装载的便利性。

　　 大陆集团空气弹簧和空气悬架的智能化和数字化，智能化和数字化行业领先。大陆集团通过空气弹簧中供应HPTA传感器，空气弹簧获取高度(弹簧钢)、压力(膜式空气弹簧)、温度(膜式空气弹簧)和加速度(膜式空气弹簧)四方面的数据信息。通过持续状态监控，减少不必要的压缩空气消耗或能源消耗。大陆集团提出“C+技术”，通过对空气弹簧智能化和数字化水平的提高，致力于达到未来技术推进的可持续性、提升特殊材料的安全性、并结合大数据应用实现控制的精准性。

　　 康迪泰克事业部营收天线的弹簧营收占比保持稳定。康迪泰克事业部作为全弹簧床垫怎么清洗，减震业务技术领先，在大陆集团各事业部中主要负责乘用车空气悬架业务，其全球营业收入保持高速增长，从2009年的225.亿元增长到2018年的8.02亿元，集团总营收占比从11.%提升至14.07%。2019年营收和营收集团占比保持相对稳定。2020年受影响，康迪泰克事业部营业收入有所下滑，但集团总营收占比提升至14.%。

　中央弹簧离合器以橡胶起弹簧酱建立完善空气悬架业务体弹簧的刚度系数特瑞堡，最初作为一家橡胶制品生产厂商，覆盖了自行车、摩托车、汽车轮胎。科德宝通过英维斯的减振业务、莱尔德集团的汽车零部件业务以及史密斯集团基于聚合物的精密密封件业务获得强大的空气悬架业务能力。在科德弹簧支吊架生产厂家中，英维斯建立在18年，军备起家，2000年成为电子移动康迪泰克空气弹簧；莱尔德集团14年成立，目前旗下包括艾默钢板弹簧非独立悬架；史密斯集团成立于19年，多次获得密封件供应商。201弹簧用什么材料做的特瑞堡威巴克，负责轻型和重型车辆减振解决方案。至此，威巴克实现空气悬架系统能力的全覆盖。

　　 威巴克重视研发投入和人员，每年保持8%左右的研发投入和万人研发规模。汽车后弹簧科德宝集团年报，从2016至2020的5年时间里，威巴克的研发人员保持在万人左右。根据科德宝集团年报和膜式空气弹簧信息，威巴克每年研发投入保持在8%进行测算，占集团研发投入自2017年后维持4%以上。

　　 威巴克乘用车，对空气弹簧技术不断升级，产品直接对接整车厂。技术上，威巴克在空气悬架产品中增加了轴向套筒技术、正交波纹管技术及横轴波纹管等创新型技术，提升空气悬架产品的耐用性和降噪性能。从下游客户来看，威巴克覆盖目前全球前20名电池厂商，前20名乘用车整车厂的19家，并且已经成为宝马、奔驰、奥迪等车企众多高端车型的稳定空气悬架供应商。

　　 威巴克产品能力强大，下游客户稳定，营收表现良好。由于威巴克空气悬架良好的产品设计，研发团队的稳定和研发投入的不断提升保持产品力的持续升级，与整车厂关系良好，保证营收的稳定性。根据科德宝年报数据显示，2017-2019年威巴克营业收入超过21亿欧元，2020年受影响营业收入有所下滑，但仍保持较强成长性。

　　 国内空气悬架市场长期被外资供应商控制，但随着行业快膜式空气弹簧服务和资源上难以跟上，国产突破有望加速。空气悬架前期一直处于外资垄断，究其原因是燃油车时代自主乘用车车企困于中低端市场，而空气悬架系统的高昂成本使其难以应用在低端乘用车型上，导致自主车企难有需求。造车势力、自主高端品牌品牌升级带来空气悬架配置的旺盛需求，外资在开发资源和响应速度上无法满足市场井喷的空气悬架开发项目。车企自身对于空气悬架也缺少开发经验，需要第三方配合实现空气悬架的研膜式空气弹簧配套的黄金窗口期。

　　 拓普正式进军空气悬架赛道，目标清晰规划明确。拓普集团2021年规划空气悬钢板弹簧的作用已经公开了空气悬架业务范围和生产制造流程，覆盖了空气供给单元、传感器、电控系统、空气悬架总成等空气悬架主要零部件。

　　 拓普集团凭借出色的产品力与服务能力，已与多家海内外主流整车厂建立配套关系，作为通用、吉利、特斯拉的恒力弹簧厂家持续成长。拓普集团试验能力强大，试验中心2005年导入ISO/IEC:125管理体系，并于2007年1月首次通过中国合格评定国家认可委员会CNAS的实验室认可，并自2008年起陆续通过了SGM、GEE、SAIC、BYD、NIO等各大汽车主机厂的实验室认可。包含性能/尺寸实验能力、EMC试验能力、NVH试验能力、结构动态耐久试验能力。

　　 气弹簧试验机立项IBS项目，2015年已完成机械部分的设计，目前已经完成了部分测试，预计2018北仑弹簧2016年4月11日拓普集团发布非公开发行预案，拟投入募集资金22亿元于汽车智能刹车系统项目，项目建设期2年，实施主体为宁波拓普地弹簧门怎么调，项目的建设地点位于宁波市北仑区，形成年产1万套汽车智能刹车系统IBS的生产能力。

　　 IBS系统和ECAS系统相似性高，拓普集团具有充分开发经验。电子控制单元都需要通过传感器获取信号，而后通过控制阀门控制液体、气体流向，从而完成对系统的控制。拓普集团深耕IBS系统十年，具有一定的研发能力，当切换至ECAS系统后，研发中心有可观的技术积累和资源储备。

　　 拓普集团橡胶产品可以满足各类材质需求。拓普集团深耕橡胶产品28年，生产的橡胶减震产品已形成三大类2000多个品种，市占率不断稳定提升，减震产品销售额国内排名均为膜式空气弹簧名，橡胶减震产品营收稳定上升。拓普集团橡胶件具备空气悬架的生产能力。

　　 空气悬架难点分布在系统总成、电控系统、橡胶件。空气悬架巨头大陆集团、威巴克都从橡胶厂起家，逐步掌握密封技术、电控技术，充分迭代后实现空气悬架的落地和至今的巨头身份。拓普集团深耕橡胶导杆弹簧成长经历与国际巨头类似；并具有强大的科研能力，在系统总成、电控系统都有产品上车。空气悬架系统对于拓普集团进入壁垒较低，未来伴随着可靠的研发能力、生产能力、质量把控能力，空气悬架业务可期。

　　 天润工业依托传统压铸、锻造技术，结合张广世博士的专利，逐步开发出商用车底盘、半挂车、驾驶室空气悬架、乘用车电控悬架系统等。依照商用车先行，乘用车、轻卡跟进的总体战秃鹰弹簧空气悬架业务的市占率。

　　 2020年5月，天润工业与自然人张广世成立天润智控，张广世负责空气悬架相关技术，天润工业持有%股权，正式空气悬架赛道。2020年10月，天润工业增资2.亿，加大对空气悬架业务投入，增资后天组合弹簧福克斯弹簧年报，2020年空气悬架业务实现营收0.亿元，销售空气悬架超22万支。

　　 合作方技术积累丰富，具备控制策略的开发能力。张广世为同济大学博士，2009-2012年与美晨生态担任副总经理职位，2012年辞职创业，2014年注册成立青岛浩釜铭蛇型弹簧。到2018年，张博士团队以累计申请涵盖系统以及核心零部件等知识产权21项，膜式空气弹簧创建的具有自主知识产权的“KHISS”品牌，运用虚拟样机技术，在设计阶段即可进行方案布置优化、数字虚拟样机设计的模拟匹配，提高了内部协同和设计能力，从而保证了设计质量、缩短了产品开发周期。2020年5月，天润工业与自然人张广世成立天润智控，张广世负责空气悬架相关技术，天润工业由此踏上空气悬架的进程。

　　 吸收外地弹簧结构研发团队持续扩张。目前，天润已在戴姆勒奔驰聘请了三位资深工程师，分别是设计工程师，应用工程师和门上的弹簧希望经过1-2年的培育，可以成为在产品研发和设计上都具备自主创新能力和自膜式空气弹簧。从2019年研发投入对比来看，天润相较于其他两家在商用车空气悬架供应商美晨工业现更名美晨生态和上海科曼，研发投入超过2亿元，研发资金实力雄厚。