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一、轮胎智能监控系统(tpms) 4
1.1 tpms 系统介绍 4
1.2 tpms 系统作用 5
1.3 tpms 系统原理 6
1.4 tpms 系统组成 8
二. 胎压智能监控系统产业分析 10
2.1 政策推动：胎压监测系统成为标配，行业空间广阔 10
2.1.1. 直接式胎压监测系统成为主流 10
2.1.2. 胎压监测系统作为汽车三大安全系统，逐渐受到重视 12
2.1.3 政策推动是第一驱动力 14
2.1.4 tpms 渗透率加快，未来三年复合增速超50% 19
2.2 国内tpms 厂商崛起，看好具备规模化量产公司 20
2.2.1 行业垄断度较高，schrader 是全球龙头 20
2.2.2 国内只有少数tpms 厂商具备批量化生产能力 23
2.2.3 tpms 产业链拆解，国内基本以模组构件制造生产为主 25
三、 重点企业和市场竞争分析 27
3.1重点企业分析 27
3.1.1美国 27
3.3.2 中国台湾 28
3.3.3 中国大陆 30
3.2行业竞争格局 36
四、行业投资建议 40
一、轮胎智能监控系统(tpms)
1.1 tpms 系统介绍
汽车在高速行驶过程中，轮胎故障是最难预防的部分，也是突发交通事故的重要原因之一，据统计，在中国高速公路上发生的严重交通事故有70%是由于爆胎引起的，而在美国这一比例高达80%。在美国每年有26 万起交通事故是由于轮胎气压低或者漏气造成的，其中75%的事故原因是轮胎充气不足或渗漏。轮胎智能监控系统正是为了减少此类事故而诞生的。
“tpms”是汽车轮胎压力监视系统 tire pressure monitoring system 的英文缩写形式，也就是我们所说的直接式轮胎压力监视系统。tpms 第一次作为专用词汇是在2001 年7 月，美国运输部和国家高速公路安全管理局（nhtsa）为响应美国国会对车辆安装tpms 立法的要求，联合对现有的两种轮胎压力监测系统（tpms）进行了评价，并确认直接式tpms 优越的性能和准确的监测能力。由此tpms 汽车轮胎智能监测系统作为汽车三大安全系统之一，与汽车安全气囊、防抱死制动系统（abs）一起被大众认可并受到应有的重视。
美国高速委员会对tpms 系统的监控能力的要求是在轮胎胎压低于标准值的75%时，胎压监测系统必须报警提示车主。而一般来说，轮胎厂商数据显示为轮胎气压降低标准值的30%时，胎压监测系统需报警提示车主。
1.2 tpms 系统作用
（1）预防事故发生
胎压监测系统属于主动安全设备的一种，它可以在轮胎出现危险征兆时及时报警，提醒驾驶员采取相应措施，从而避免了严重事故的发生。
（2）延长轮胎使用寿命
有了胎压监测系统，我们就可以随时让轮胎都保持在规定的压力、温度范围内工作，从而减少车胎的损毁，延长轮胎使用寿命。有资料显示在轮胎气压不足时行驶，当车轮气压比正常值下降10% ，轮胎寿命就减少15%。
（3）使行车更为经济
当轮胎内的气压过低时，就会增大轮胎与地面的接触面积，从而增大摩擦阻力，当轮胎气压低于标准气压值30% ，油耗将上升10% 。
（4）可减少悬架系统的磨损
轮胎内气压过足时，就会导致轮胎本身减震效果减低，从而增加车辆减震系统的负担，长期使用对发动机底盘及悬挂系统都将造成很大的伤害；如果轮胎气压不均匀，还容易造成刹车跑偏，从而增加悬挂系统的磨损。
美国高速公路安全管理局（nhtsa）在其2011 年的胎压监测系统研究报告中指出：装配了胎压监测系统的车辆发生严重胎压不足，或者胎压过高的概率要远远低于没有安装该系统的车辆。同时报告还指出在装配使用胎压监测系统的前八年， 预计一辆普通的乘用车可节省9.32 加仑燃料，一辆轻型卡车可节省27.89 加仑燃料。据估算, 仅在2011 年期间， 通过胎压监测系统减少燃料消耗就节省了5.11亿美元。
1.3 tpms 系统原理
胎压监测系统主要包括“直接式胎压监测系统”和“间接式胎压监测系统”两种。
（1）直接式胎压监测装置
图1 ：直接式胎压监测装置示意图
直接式胎压监测装置是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警。
直接式胎压监测系统的好处是：在每一个车轮上都安装有压力传感器和传输器，如果任何一个轮胎胎压低于驾驶员手册上推荐的冷胎胎压25%时，便会警示驾驶人。其警示信号比较精确，而且如果轮胎被刺破，胎压快速降低时，直接式胎压监测系统也能提供立即的警示。
另外即便是车胎缓慢的慢撒气，直接式胎压监测系统也能透过行车电脑感知到，直接让驾驶者从驾驶座上检视目前四只轮胎胎压数字，从而实时了解到四个车轮的真实气压状况。例如别克新君威还有吉普指南者上装备的就是这种胎压监测装置。
图2 ：新君威和指南者上的胎压监测
（2）间接式胎压监测装置
间接式胎压监测的工作原理是:当某个轮胎的气压降低时，车辆的重量会使该轮的滚动半径将变小，导致其转速比其他车轮快，这样就可以通过比较轮胎之间的转速差，达到监视胎压的目的。间接式轮胎报警系统实际上是依靠计算轮胎滚动半径来对气压进行监测。
间接式胎压监测装置成本要比直接式低的多，它实际上是利用汽车abs 刹车系统上的速度传感器来比较四只轮胎的转动次数，如果其中一只轮胎胎压较低，这只轮胎的转动次数会和其它轮胎不同，如此采用abs 系统同样的传感器和感测信号，只要车内计算机在软件上作调整，便可以在行车计算机建立新功能，警告驾驶人一只轮胎和其它三只相比胎压较低的信息。
这样使用间接式胎压监测装置的车辆就会出现两个问题，一是绝大多数采用间接式胎压监测装置的车型都不能具体指示出具体是哪一只轮胎胎压不足；其次如果四只轮胎的胎压同时在下降，那么这种装置也就失效了，而这种情况一般在在冬天气温下降时尤其明显。此外，当车子行驶过弯路时，外侧轮转动次数会大于内侧轮转动次数，或者轮胎在沙地或冰雪路面打滑，特定轮胎旋转数会特别高。所以这种计算胎压的监测方法有很多局限性。
1.4 tpms 系统组成
整个tpms 的系统组成包括三个部分：1）汽车轮胎内的压力，温度感测器和信号处理单元；2）rf 发射器组成的tpms 发射模组 3）安装在汽车驾驶台上的rf接收器和液晶显示模组如下图所示。
图3 ：tpms 系统产品组成部分
图 4：tpms 系统各组成部分运行原理
（1）感测模块(装于轮胎内)
包括半导体压力传感器，温度感测器和电源管理芯片。整体技术基于mems 来设计。主要供应商包括飞思卡尔，英飞凌，ge novasensor等。
（2）数字处理单元和射频发射模组
压力/温度传感信号经过asic/soc 电路处理，综合成数据信号进入rf ic 发射给驾驶台的接收器。系统主要组成为mcu 和高频rf 发送器，主要供应商包括atmel，rf monolithics 等。
（3）tpms 接收和显示单元
由uhf ask/fsk rf 接收ic 和讯号处理mcu、键盘、lcd 显示器组成。主要供应商包括飞利浦，atmel 等。
二. 胎压智能监控系统产业分析
2.1 政策推动：胎压监测系统成为标配，行业空间广阔
2.1.1. 直接式胎压监测系统成为主流
胎压监测系统tpms（tire pressure system）是指安装在汽车轮胎上用于实时监测轮胎气压的辅助系统，通过在每个车轮上安装包含高灵敏度的传感器芯片的发射器，在行车或静止状态下，实时监测轮胎的压力、温度等数据，并通过无线射频方式发射到控制器，当轮胎出现漏气或者低气压时进行报警，以确保行车安全。按照工作原理的不同，胎压监测系统可以分为两种：间接式胎压监测系统（wheel-speed based tpms，wsb tpms）、直接式胎压监测系统（pressure-sensor based tpms，psb tpms）。间接式胎压监测系统，主要通过轮胎的转速差来判断轮胎是否异常，也大致分成两类：振动分析型（监测与轮胎气压有关的谐振频率来监测气压）、轮径分析型（监测基于今天轮速非线性变化的差值）。而直接式胎压监测系统，通过在轮胎里面加装四个胎压监测传感器，在汽车静止或者行驶过程中对轮胎气压和温度进行实时自动监测，对出现的高压、低压、高温情况进行及时报警，避免因轮胎故障引发交通事故。
间接式tpms 的监测能力与汽车负载有关，一般负载越大监测效果越好，同时又受速度影响较大，一般不能超过100。且在轮胎重新安装或者tpms 复位后的标定比较麻烦。但因为只要具备abs 系统就可以增加tpms 功能，所以成本很低。当前市场，间接式tpms 主要在部分后装市场出现，基于强制性法规的要求，直接式tpms 才能满足性能要求（间接式胎压监测系统无法满足nhtsa 提出的偏离正常25%报警的要求），换句话说，中国胎压监测强制性法规的推出将只受益直接式胎压监测系统厂商。
图5 ：直接式胎压监测系统
2.1.2. 胎压监测系统作为汽车三大安全系统，逐渐受到重视
根据美国汽车工程师学会的调查，美国每年有26 万的交通事故来自于轮胎气压低或渗漏造成，并且每年75%的轮胎故障也是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。在我国，根据各地安全交通管理部门的统计，高速公路46%的交通事故是由于轮胎发生故障引起，其中爆胎一项就占事故总量的70%。近年来，随着认知度的提高，tpms 作为汽车三大安全系统之一，与汽车安全气囊、防抱死制动系统abs 一起被大众认可并逐渐受到重视。
国际上，最早在1997 年，通用汽车开始使用间接式tpms，大规模引起重视是在2000 年由于firestone 的轮胎质量问题导致的数千人伤亡，由此美国批准tread 法案开始对于强制性tpms 安装的讨论。 美国作为全球第一个强制安装胎压监测系统的国家，当时给出的执行时间表是：2004 年占10%，2005 年占35%，2006 年占65%，2007 年将达100%。欧盟也立法规定从2014 年11 月1 日起所有新乘用车必须安装tpms。在亚洲地区，韩国、台湾等已采取类似立法的程序。韩国在2012 年通报“韩国机动车辆安全标准执行法规”修订案，日本的jaso也制定了一项tpms实车测试方法的技术文件。而中国也即将推出强制性法规，预计在2019年1月1日起开始强制新车安装tpms。
图6 ：各国胎压监测系统时间表
tpms 作为稀缺的主动防护手段，优点如下：
主动型安保：汽车现有的主要安全措施，如abs、eds、eps、安全气囊等，均属于被动型，仅在事故发生后发挥重要保护人身安全。但tpms 属于防患于未然，在轮胎出现危险预兆前及时报警。
延长轮胎使用寿命：统计表明，在轮胎气压不足时，气压比正常值下降25%，轮胎寿命减少30%，在轮胎气压过高时，轮胎磨损加快，每提高气压25%，轮胎寿命将降低15%-20%。同时轮胎温度越高，轮胎的强度越低，变形越大。而胎压监测系统，可以随时让轮胎保持在规定的压力和温度范围内工作，延长轮胎的使用寿命。
减少燃油消耗，更环保：实验数据表明，轮胎气压低于正常值的30%时，油耗上升10%，通过安装tpms， 及时发现胎压异常，有效避免上述现象发生。
减少悬架系统的磨损：轮胎内气压过足时，就会导致轮胎本身减震效果减低，从而增加车辆减震系统的负担， 长期使用对发动机底盘及悬挂系统都将造成很大的伤害；如果轮胎气压不均匀，还容易造成刹车跑偏，从而增加悬挂系统的磨损。
表1 ：轮胎气压与油耗、轮胎寿命的关系
2.1.3 政策推动是第一驱动力
我们在研究全球tpms 发展进程时，发现虽然tpms 能大幅减少因轮胎气压问题导致的事故发生频率，但在政策没有强制推行之下，额外增加的成本仍然让车企踟蹰（当然前几年一套tpms 的价值量高达数千块），除了部分高档车型本身对于成本不敏感而选配安装tpms 之外，中低档的渗透几近于零。我们发现：在强制安装的节点前/政策缓冲期，tpms 的渗透率已经加快，而在强制安装那年成为高峰，往后市场规模几乎趋平。
2013 年国家标准委下达《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》的国家标准项目，经过3 年验证试验和对比研究，终全票通过审查，仅剩下完善标准文本上报国家标准委批准发布流程，我们预计强制性标准将在2017 年年初正式推出。按照众部门给出的m1 类tpms 强制安装时间表：2019 年1 月1 日起，中国市场所有新认证车必须安装tpms；2020 年1 月1 日起，所有在产车开始实施强制安装要求，百亿市场正式起航。
参照北美、欧盟tpms 发展进程，政策强制性安装是第一驱动力。在强制安装的时间节点后，相关企业schrader、为升等营收、净利会出现大幅增长。2016 年的中国tpms 渗透率仅20%左右，预计到2019 年行业启动时渗透率接近90%。我们充分考虑规模化量产后的降价因素，判断到2019 年时前装tpms 市场规模接近百亿。
2 年的政策缓冲期（2019 年开始强制性安装）也是因为车型开发一般都有两年的提前量，所以致力于参与tpms 市场的企业在2017 年必须与车企开始相关车型的开发。因为2019 年强制安装后，市场格局趋于稳定，新进入者的难度与日俱增。国内�...