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文檔簡介
2022年汽車滑板底盤行業(yè)深度研究報告
正文目錄
滑板底盤技術(shù)內(nèi)核:三電+線控+車身,底盤的終極集成化....................................................4
新能源車向底盤和車身設計提出了新的要求................................................................5
1)電池/底盤一體化..................................................................................5
2)線控系統(tǒng):線控轉(zhuǎn)向+線控制動....................................................................6
3)非承載式車身.....................................................................................7
汽車底盤發(fā)展復盤:底盤平臺化一直是技術(shù)發(fā)展方向.......................................................9
四類玩家加速布局,底盤設計各有側(cè)重....................................................................11
1)滑板底盤供應商——提供底盤及底盤的ODM服務.....................................................11
2)整車廠----以滑板底盤為技術(shù)核心開發(fā)整車...........................................................13
3)電池廠——借CTC延伸至底盤開發(fā)...................................................................15
4)其他零部件廠商——從零部件入手進軍底盤領域.......................................................16
商業(yè)模式升級,Tier0*5未來可期.........................................................................18
整車廠主導模式:優(yōu)先考慮OEM的產(chǎn)品競爭力,在整車廠集成...........................................18
零件廠主導模式:以自身零件為流量入口的業(yè)務野心......................................................19
Tier0.5模式:超級供應商有跡可循,產(chǎn)業(yè)場景量體裁衣..................................................20
滑板底盤和CTC箭在弦上,市場空間廣闊.................................................................21
滑板底盤優(yōu)勢和挑戰(zhàn).....................................................................................23
優(yōu)勢.....................................................................................................23
挑戰(zhàn).....................................................................................................23
風險提示................................................................................................23
圖表目錄
圖表1:汽車四大組成部分....................................................................................4
圖表2:滑板底盤高度集成化.................................................................................4
圖表3:電池包技術(shù)發(fā)展路徑.................................................................................5
圖表4:CTP和CTC發(fā)展進程................................................................................6
圖表5:寧德時代大模組CTP技術(shù)............................................................................6
圖表6:比亞迪“刀片電池”無模組方案......................................................................6
圖表7:線控技術(shù)發(fā)展歷程....................................................................................7
圖表8:線控制動工作原理....................................................................................7
圖表9:線控轉(zhuǎn)向工作原理....................................................................................7
圖表10:傳統(tǒng)汽車底盤構(gòu)造..................................................................................8
圖表11:非承載式和承載式車身對比..........................................................................8
圖表12:非承載車身、承載式車身優(yōu)缺點.....................................................................9
圖表13:滑板底盤是平臺架構(gòu)的3.0模式.....................................................................9
圖表14:Canoo展示電動“滑板平臺”在沙漠馳聘的畫面....................................................10
圖表15:滑板底盤將改變汽車的產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)..................................................................10
圖表16:Canoo底盤專利..................................................................................11
圖表17:Canoo第一款車型“LifestyleVehicle"............................................................................................................11
圖表18:Canoo產(chǎn)品陣列...................................................................................11
圖表19:悠跑底盤..........................................................................................12
圖表20:悠跑產(chǎn)品陣列.....................................................................................12
圖表21:PIXMoving低速車................................................................................13
圖表22:PIX底盤可搭載不同車型..........................................................................13
圖表23:電動SUVR1S..................................................................................................................................................13
圖表24:電動貨車EDV..................................................................................................................................................13
圖表25:Arrival箱式貨車...................................................................................14
圖表26:Arrival底盤專利...................................................................................14
圖表27:REE底盤.........................................................................................14
圖表28:寧德時代電池技術(shù)迭代.............................................................................15
圖表29:比亞迪純電動專屬平臺e3.0............................................................................................................................16
圖表30:博世-本特勒共同研發(fā)的可移動底盤.................................................................16
圖表31:蘇州科尼普發(fā)布國內(nèi)首款CTC一體化電動底盤....................................................17
圖表32:滑板底盤主體產(chǎn)業(yè)鏈..............................................................................18
圖表33:整車廠主導模式....................................................................................18
圖表34:零件廠主導模式...................................................................................19
圖表35:Tier0.5模式......................................................................................20
圖表36:Tier0.5模式......................................................................................20
圖表37:2021年國內(nèi)新能源車銷量.........................................................................21
圖表38:2025年滑動底盤需求量占比.......................................................................22
圖表39:各類車企對滑動底盤的需求數(shù)量(萬輛/年)........................................................22
滑板底盤技術(shù)內(nèi)核:三電+線控+車身,底盤的終極集成化
汽車通常由發(fā)動機、底盤、車身及電氣設備四大總成組成。在電動滑板底盤技術(shù)中,發(fā)動
機已經(jīng)被三電系統(tǒng)取代,而車身和底盤結(jié)構(gòu)將發(fā)生設計和功能的重構(gòu)。
圖表1:汽車四大組成部分
資料來源:中華汽車眄校,華泰研支
“滑板底盤”主要集中在智能純電動車型領域。從系統(tǒng)上講,由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系、
制動系、驅(qū)動系(包含三電系統(tǒng))五部分組成。從功能上講,包括驅(qū)動、供電、配電、制
動、轉(zhuǎn)向、駐車、通信、計算、感知類冗余(根據(jù)需求)等?;宓妆P有三個特點:車身
和底盤分離、高度集成化,接口標準化。在滑板底盤的結(jié)構(gòu)中,車架、懸掛、電池、電機、
電控全部集成在了一個類似于滑板的地盤上,上面安裝不同的車身和座艙。
早在2002年,通用汽車就提出了“滑板底盤”概念,并率先融合到一臺名為Hy-wire的概
念車上。到2021年,美國滑板底盤公司Rivian的成功上市及在資本市場的優(yōu)異表現(xiàn),帶
動滑板底盤概念徹底“破圈”,也引得越來越多的企業(yè)關注滑板底盤技術(shù),帶動其走向主流。
新能源車向底盤和車身設計提出了新的要求
從系統(tǒng)上講,新能車的傳統(tǒng)底盤是由傳動系+行駛系(輪轂電機)、轉(zhuǎn)向系+制動系(線控系
統(tǒng))、驅(qū)動系(包含三電系統(tǒng)的電池/底盤一體化)五部分組成。因此可以將滑板底盤簡單定
義為:滑板底盤=非承載式車身+電池/底盤一體化+線控轉(zhuǎn)向/線控制動。
1)電池/底盤一體化
現(xiàn)階段電池集成存在兩種結(jié)構(gòu):MTP和CTP。MTP是傳統(tǒng)的電池包形式,需要依次完成
電芯、模組、電池包的集成,強度高、比能低。CTP省去了中間的模組環(huán)節(jié),電芯直接成
組為Pack,分為大模組方案和無模組方案,分別以寧德時代和比亞迪“刀片電池”為代表,
兩者的CTP技術(shù)已經(jīng)在2021年新能車銷量TOP10中滲透了4成,逐漸成為主流。CTC
直接將電池裝配在底盤,本質(zhì)上是底盤平臺化的思路。在MTP到CTC的演進過程中,逐
漸實現(xiàn)了空間利用率提高、電池電量增加、零部件成本降低。
MTPCTPCTC
資料來源:電.動膂,華泰研究―
CTC和CTP與滑板底盤沒有必然關系,但對可能的現(xiàn)有的技術(shù)路線以及未來的電池電芯角
度、以及整車布置和未來的商業(yè)模式上考慮,CTC是非常有利的一個解決方案,兩者結(jié)合
可以起到1+1>2的效果。首先CTC技術(shù)具有先進性,CTC方案的空間利用率最高,在現(xiàn)
有電池本身技術(shù)不變的條件下,CTC是最有效的提升電池容量的方案;其次是底盤結(jié)構(gòu)的
兼容性,電芯需要成為結(jié)構(gòu)件的一部分,滑板底盤具備獨立的結(jié)構(gòu)和強度,電芯需要承載
載荷更小。CTC本質(zhì)上就是底盤平臺化的思路,理論上電量能在現(xiàn)有底盤技術(shù)上提升5%,
持續(xù)提高汽車電氣化程度。
圖表4:CTP和CTC發(fā)展進程
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譽料來源:EDC電騾未來,中國汽車報網(wǎng),興凝鋰電,汽車之家,線車電子設計,知化汽車,起點鋰電,大數(shù)據(jù)A.車圖資訊,維
科網(wǎng)鋰電,,中國經(jīng)營報,驅(qū)動之家,牛車網(wǎng),未來幫庫,全國能源信息平臺,知化汽車,公司公告,華泰研究
2021年12月,寧德時代在蘇州成立了新安能源,主要布局電動底盤。寧德時代計劃將在
2025年前后正式推出第四代高度集成化的CTC電池技術(shù),并于2028年進一步升級為第五
代智能化的CTCo比亞迪的“刀片電池”也與滑板底盤技術(shù)不謀而合,“刀片電池”的集成
方式已經(jīng)帶有了一定的滑板底盤特色,即少用或不用模組,直接通過導熱結(jié)構(gòu)膠把電芯和
底盤結(jié)合起來。
圖表5:寧德時代大模組CTP技術(shù)
資料來源:Himmpat.華泰研究
2)線控系統(tǒng):線控轉(zhuǎn)向+線控制動
為了實現(xiàn)上下分體式造車,滑板底盤必須采用全線控的方案,將制動、轉(zhuǎn)向等以線控的方
式集成在底盤上,這樣才能實現(xiàn)車身和底盤的分離,上下車體的全面解耦。
“線控技術(shù)”就是“電控技術(shù)”,用精確的電子傳感器和電子執(zhí)行元件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械系統(tǒng)。
“線控技術(shù)(X-by-Wire)”一詞來源于NASA的飛機控制系統(tǒng)——“線傳飛控(Fly-by-Wire)”,
這種控制方式引入到汽車駕駛上,就成為汽車線控技術(shù)?!熬€控技術(shù)(X-by-Wire)”中“X”
代替制動(Brake)就有線控制動(Brake-by-Wire),“X”代替轉(zhuǎn)向(Steer)就有線控轉(zhuǎn)
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圖表7:線控技術(shù)發(fā)展歷程
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資料來源:九章智駕.電動邦.汽車測試網(wǎng),長城汽車,拿森科技,伯特利,蓋世汽車資訊,全國能源信息平臺,拓普資訊,華
泰研究
線控制動(Brake-by-Wire)將原有的制動踏板用一個模擬發(fā)生器替代,用以接受駕駛員的制
動意圖,產(chǎn)生、傳遞制動信號給控制和執(zhí)行機構(gòu),并根據(jù)一定的算法模擬反饋給駕駛員。
線控制動其實已經(jīng)在F1一級方程式中使用多年,其最大的優(yōu)勢是電子傳輸速度快,從踩下
剎車的一刻起,剎車就開始工作,比傳統(tǒng)的機械力傳輸要快。
線控轉(zhuǎn)向(Steer-by-Wire)系統(tǒng)移除了方向盤和轉(zhuǎn)向輪之間的機械傳動裝置,采用總線技
術(shù)才傳遞轉(zhuǎn)向命令,其傳動比就可以任意設置,能夠輕松解決機械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中存在的“輕”
與“靈”之間的矛盾。2014年,日產(chǎn)和Koyaba合研的線控轉(zhuǎn)向技術(shù)應用于量產(chǎn)車型Infiniti
Q50,這改變了延續(xù)多年的汽車機械轉(zhuǎn)向歷史,實現(xiàn)了方向盤和車輪的完全解耦。
圖表8:線控制動工作原理圖表9:線控轉(zhuǎn)向工作原理
資料來源:IND4汽車人,華8■斫究資料東瀛:新能源自動寫駛.華泰研究
3)非承載式車身
車身總成安裝在底盤的車架上,用以駕駛員、旅客乘坐或裝載貨物,分為非承載式車身和
承載式車身兩種?;宓妆P造車通常會采用非承載車身的概念,但兩者并不完全等同,非
承載式車身、承載式底盤可以視為滑板底盤的重要實現(xiàn)形式。
滑板底盤雖然不等于非承載車身,但是存在一些相似性。首先,兩者在生產(chǎn)制造上都實現(xiàn)
了上下車體解耦,底盤通用性高;其次,兩者都具備剛性,生產(chǎn)制造耗費鋼材比承載式車
身更多;最后,兩者都實現(xiàn)了動力系統(tǒng)+轉(zhuǎn)向系統(tǒng)+制動系統(tǒng)的集成。滑板底盤優(yōu)于非承載
車身的方面在于:第一,滑板底盤地板結(jié)構(gòu)重心更低,穩(wěn)定性更強;第二,滑板底盤實現(xiàn)
了電池、電機與電控三電系統(tǒng)的集成和通信軟件智能解耦開發(fā)。
圖表10:傳統(tǒng)汽車底盤構(gòu)造
資料來源:太平洋汽車網(wǎng),華泰研究
非承載式車身是指車架承載著整個車體,發(fā)動機、懸掛和車身都安裝在車架上的一種底盤
形式。車架通常由兩根縱梁和若干根橫梁構(gòu)成,貫穿車身,具有很高的強度和抗扭性。承
載式車身沒有車架,車身就作為發(fā)動機和底盤各總成的安裝基體,車身兼有車架的作用并
承受全部載荷,發(fā)動機、傳功系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)都安裝在車身指定的位置上。
圖表11:非承載式和承載式車身對比
承載式車身沒有車架,車身就作
非承載式車身為發(fā)動機和底盤各忌成的安裝基
體,車身兼有車架的作用并承受
全部載荷。
非承載式車身的車架承載著
整個車體,發(fā)動機、懸掛和
車身都安裝在車架上,車架
承受全部載荷。承載式車身
資料來源:華晶研究
非承載式車身比較笨重,質(zhì)量大,高度高,一般用在貨車、客車和越野吉普車上,也有少
部分的高級轎車使用,因為它具有較好的平穩(wěn)性和安全性。非承載車身歷史悠久,但也有
不適宜時代的缺點。車架會導致整車質(zhì)量偏重,不僅油耗較高,而且影響車輛操控性;對
于駕乘人員來說,舒適性較差,而且車身的重心較高,翻車風險更大。
圖表12:非承載車身、承載式車身優(yōu)跳點
非承載式車身承載式車身
優(yōu)點底盤強度較高行駛平穩(wěn)
車身強度高頻率震動低
剛性高油耗少
通過性好噪音小
抗沖擊力、抗顛簸性能好重量較輕
安全性高空間利用性高
缺點重量大抗扭和承載力較弱
重心較高抗沖擊力較差
操作性、舒適性較差逋過性一般
資料來源:華泰研究
對于電動車來說,質(zhì)量大重心高的發(fā)動機總成被質(zhì)量和體積更小的三電系統(tǒng)取代,非承載
式車身的重心高問題逐漸緩解;同時在集成了三電、轉(zhuǎn)向、制動和熱管理系統(tǒng)的滑板底盤
上,在設計概念中需要起承載一定的剛度的作用,借鑒非承載式車身的結(jié)構(gòu)要點在滑板底
盤進行融合設計,能夠起較好的互補作用。
汽車底盤發(fā)展復盤:底盤平臺化一直是技術(shù)發(fā)展方向
縱觀整個汽車發(fā)展歷程,底盤的開發(fā)思路從非標化到平臺化,燃油車、電動車、智能車對
應的不同時期都存在平臺化的開發(fā)模式,從“1.0機械件”通用到“2.0機械件+電器件”通用再
到“3.0硬件通用+軟件平臺+標準接口
傳統(tǒng)的汽車底盤零件的通用化不高且功能作用單一,為了生產(chǎn)一輛車,汽車制造商需要為
每一款車開發(fā)單獨的車身、內(nèi)飾、底盤大梁、懸架、發(fā)動機、變速箱等核心部件,這意味
著高昂的研發(fā)成本和低下的生產(chǎn)效率。為了克服傳統(tǒng)底盤這一缺陷,1908年福特發(fā)明了“流
水線”制造通用性底盤的T型車成為汽車平臺化1.0的早期雛形。在美國汽車工業(yè)繁榮的20
世紀,底盤平臺架構(gòu)的概念逐步形成,在美國通用汽車的百年造車史中,開始采用了越來
越多平臺化設計的概念,由于以小平臺模式比較多,機械零部件共用的部分有限,在一定
程度上減少了開發(fā)周期,但是節(jié)約成本方面的貢獻不突出。到近十年的周期,德國大眾的
平臺化的共享性和通用性已經(jīng)有明顯提升,到達了2.0的水平,比如2012年推出的MQB
平臺將22個國家,100多家工廠的240多個車型統(tǒng)一起來,實現(xiàn)世界范圍內(nèi)的零部件交換。
圖表13:滑板底盤是平臺架構(gòu)的3.0模式
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以37x零郵件峋具用.以及械A
標凈化林淮化.4自電于架構(gòu)(電技
系統(tǒng))復版及披口
3■帆別率電航有42%友郵停中臺化幔金與居油車植挾近.
督威車時代下,收憐用告的他
通用化制追平白.比如Ata車a乏林工,忤發(fā)動以?支堆標專引
住謾步提高.整車開發(fā)的被展
標令f4■白的一套平件發(fā)成了觀在的三電系統(tǒng)且增
支點將從硬件構(gòu)作至底注的款
仇加了一些電器件妁通用化在部
件件開發(fā)平臺.此時滑掘底*世
看作一欷“大號孝辱怦”
勒大RUEB+臺
*whrTNGA平臺
十6億1.0——電港年時代于6化2.0—電動車千臺化3.0—依能車時,/
資料來源:公司官網(wǎng),華泰研究
滑板底盤是智能車時代下平臺化3。的一種分體式形式。通過改變傳統(tǒng)供應鏈的模式和整車
的生產(chǎn)方式,從而滑板底盤將重塑未來汽車的底盤研發(fā)與制造流程。舍棄車輛的一切外部
配置,僅保留一個底盤以及必要的操縱乘坐功能,滑板底盤是可以獨立駕駛的,駕駛體驗
與卡丁車類似,這是滑板底盤的終極形態(tài)。按照這一理念,在未來只要擁有一個滑板底盤
就可以對車身和內(nèi)飾輕松替換,體驗任意DIY的樂趣。
圖表14:Canoo展示電動“滑板平臺”在沙漠馳騎的畫面
咨料來源:Canoo官網(wǎng),華泰研第
目前大部分“滑板底盤”公司,并不滿足于自給自足,而是希望能給行業(yè)提供通用的平臺,
以實現(xiàn)擴大規(guī)模降低成本的目的。從這個角度看,可以將它們定位為一個超大部件級總成
供應商。
“滑板底盤”應用帶來的直接影響,是未來主機廠家需要將目前主流的整車一體式開發(fā)模
式轉(zhuǎn)變?yōu)樯舷路煮w式開發(fā)。這也將改變汽車的產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)?!盎宓妆P”承擔底盤類的整體
開發(fā),主機廠將更多精力放在上車體系統(tǒng)、用戶交互系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、以及品牌運營
上。
圖表15:滑板底盤將改變汽車的產(chǎn)業(yè)鏈形態(tài)
上下分體式開發(fā)的產(chǎn)業(yè)第附息
滑板底tJind其他本鄴件Tlcrl
底a:各本部件及供應有及他本部件Tior2
資料來源:九章智篤,華泰研究
四類玩家加速布局,底盤設計各有側(cè)重
1)滑板底盤供應商——提供底盤及底盤的ODM服務
Canoo
Canoo開發(fā)出一塊專利底盤,把電動馬達、控制器、電池等核心功能,都濃縮整合在這塊
被稱作滑板的底盤。目前推出了三款車型,分別是主打生活方式的CanooLifestyleVehicle、
多用途物流車Muti-PurposeDeliveryVehicle,PickupTruck皮卡,規(guī)劃里還有一款主打
運動的車型,這些產(chǎn)品均基于同一個滑板底盤開發(fā)。并計劃在2022年陸續(xù)上市。Canoo
的車型都基于同一平臺打造,也就是其所稱的“滑板式底盤電動汽車平臺滑板式底盤是
一種專門為電動車設計的一體化底盤架構(gòu),基于此,Canoo可以根據(jù)市場需求快速打造不
同車型,還可以將其開放授權(quán)給第三方使用。
圖表16:Canoo底盤專利
資料來源:Himmpat,華泰研究
Canoo第一款車型官網(wǎng)稱為“UfestyleVehicle”,夕卜形類似微型客車,而不像傳統(tǒng)電動SUV,
看起來非常可愛,就像是一粒豌豆。該款車不僅外形獨特,座艙內(nèi)部的設計也跟傳統(tǒng)汽車
不同,駕駛位一排有兩個座位,后排是一個環(huán)形的沙發(fā),最多可容納七個人,由于車輛后
部消除了傳統(tǒng)座椅分區(qū),因此內(nèi)部空間顯得非常寬敞。
圖表1%Canoo第一款車至上年lyleVehicle^圖表18:Canoo產(chǎn)品用?
資料來源:Can。。官網(wǎng),華泰研究資料來源:Canoo官網(wǎng),華泰研究
Upower:(pre-A)
基于同一個底盤開發(fā),UPower的超級底盤上除了集成電池,還集成了電機、電子電氣架
構(gòu)、熱管理系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng)和全線控的底盤。這個底盤集成了普通車的下車體上的所
有零件。超級底盤的最大意義,就是把上車體和下車體獨立開,整車廠可以進行獨立式開
發(fā),因此給上車身的開發(fā)帶來非常大的自由度。因為沒有底盤的約束,所以在同一個底盤
可以開發(fā)出完全不同的上車體,比如轎車、SUV、MPV、皮卡。雖然上下車體分體式開發(fā),
但因為是機械式的硬連接,所以整個車身還是一體式承載的。
圖表19:悠跑底盤圖表20:悠跑產(chǎn)品陣列
資料來源:悠跑官同,華泰研究資料來笳:悠跑官眄,華泰研究
UP超級底盤實現(xiàn)了系統(tǒng)的軟硬一體化操作,底盤全線控并搭載CTC電池系統(tǒng),整車高集
成熱管理,采用可拔插循環(huán)網(wǎng)EEA實現(xiàn)開發(fā)自由。UP底盤上下座艙解耦及剛性結(jié)合,不
同于傳統(tǒng)非承載式車身的柔性結(jié)合,操控表現(xiàn)更好。另外UP超級底盤擁有全線控底盤技術(shù)、
底盤風格及性能表現(xiàn)可實現(xiàn)自定義更換,驅(qū)動模式支持2驅(qū)或4驅(qū)。
悠跑科技的客戶分為兩種,第一種是跨界造車企業(yè),比如美團、京東、菜鳥,無人快遞,
零售小車等。由他們提供概念,悠跑負責將概念落地,提供整車。CEO李鵬曾說:“這種超
級艙體為什么不能是一家星巴克呢?"UPower認為將來會有更大更多的消費企業(yè)會加入
到這個隊列中,基于UPower超級底盤來開發(fā)可以移動的線下店。第二種是整車廠,悠跑
科技為根據(jù)整車企業(yè)的需求出售底盤,整車企業(yè)更多的集中與車身及軟件開發(fā)。
PIXMoving
PIXMoving也是以滑板式底盤開發(fā)為核心,整個底盤采用全線控技術(shù),使得行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)
向系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)高度集成。不過,PIXMoving還有更進一步的四輪獨立輪轂
電機+四輪轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu),可以實現(xiàn)各類復雜精準的動力分配和運動軌跡,適應于更多的場景
與地形。比如Robobus、安防車、物流車、零售車等。PixMoving發(fā)布世界首個自動駕駛
滑板式底盤,致力于打造創(chuàng)新的自動駕駛和智能汽車應用生態(tài),通過在PIX移動空間搭載
集成各種服務,滿足不同的場景應用需求,比如可自主移動的咖啡車、餐吧、酒店等移動
空間。
圖表21:PIXMoving低速車圖表22:PIX底盤可搭載不同車型
資料來滌:PIXMoving宵網(wǎng),華叁研甯資料來源:PIXMoving宵網(wǎng),華泰研究.
目前來說,低速車對底盤的通用性、穩(wěn)定性和承載懸掛能力的要求都低得多,所以滑板底
盤在低速車的推廣進程更快。PIXMoving和許多大學以及科研機構(gòu)都有較好的合作關系,
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