汽车变速箱是汽车传动系统的主要组成部分之一,是一套用于来协调发动机的转速和车轮实际行驶速度的变速装置,用于发挥发动机的最佳性能,其主要功用是在发动机转速和扭矩不变情况下,改变车辆的驱动力和行驶速度(换挡),从而使汽车可以在一定程度上完成倒退行驶、空挡以及换挡等功能。
2)照着结构和原理的不同,自动变速器可大致分为四种形式:机械式自动变速器(AMT)、液力自动变速器(AT)、双离合变速器(DCT)、无级变速器(CVT)。
每种变速器都有其独特的优点和适用场景,购车者通常会根据驾驶习惯、性能偏好、燃油经济性和预算等因素来选择比较适合自己的变速器类型。
变速器作为汽车的核心部件,在传统汽车、新能源汽车领域均得到普遍应用。其中弱混车型采用的变速箱大多与传统自动变速箱类似,或加以简单改造;串联(含纯电动)式混合动力汽车主要是采用电机匹配单级减速器的架构,未来或采用2档或多档变速箱;并联式混合动力汽车主要利用现有自动变速器进行直接改造或使用电驱动桥;混联式混合动力汽车多采取了专用混合动力变速器。
2022年全世界汽车变速器市场规模约为7,524亿元,其中中国市场为2,257亿元,占比约为30%。随着负面因素的逐步释放,全世界汽车行业需求稳步恢复,推动汽车变速器市场规模增加。预计2025年全世界汽车变速器市场规模将达到10,176亿元,年均复合增长率为10.6%,其中中国市场将达到3,147亿元,年均复合增长率为11.7%。
由于经济下行导致汽车消费疲软,叠加国际卫生公共事件的影响,2019 至2020 年,我国乘用车变速器总搭载量从2,160 万台下降至2,026 万台。随着政府扩大内需战略的提出,以及各地汽车产业扶持政策的陆续出台,我国汽车产销同比呈现增长,乘用车变速器搭载量持续复苏,2021 年我国乘用车变速器总搭载量增长至2,214 万台。未来我国汽车变速器市场需求将进一步增长,预计2028 年有望增长至2,723.7 万台。
随着自动化、智能化、节能环保、操作轻便化等技术的持续不断的发展和应用,自动变速器成为全世界汽车变速器的主流产品。2022 年全球自动变速器市场占有率占比达到70.6%;其次是手动变速器,占比为24.7%;混合动力专用变速器和纯电动专用变速器占比分别为3.1%和1.6%。相比于全球市场,我国自动变速器渗透率更高, 2022年中国汽车自动变速器装配率达到72.5%,预计2025 年将进一步提升至81.2%。在乘用车领域,手动挡汽车比例已经降至较低,但在商用车领域,手动挡仍然占据主流地位。
变速箱和驱动系统是汽车的核心部件,也是汽车工业电气化转型和低碳发展的关键支撑。随着我们国家汽车工业的持续不断的发展,我国变速箱工业也经历了从弱到强、从纯机械到机电耦合的持续不断的发展,各种创新技术和产品不断涌现,呈现出百花齐放的可喜局面。
随着汽车市场的加快速度进行发展,中国对自动变速箱的需求慢慢的变大。日本爱信、德国采埃孚、格特拉克、美国博格华纳等海外主要变速箱企业已在中国投资建厂,完成了在中国的市场布局。
国内新能源汽车由于发展历史较短,目前主流制造商的主要精力和资源仍集中于电池、电机、电控等领域,对变速装置的关注度较低,国内新能源汽车特别是纯电动汽车在未来一段期间内仍将主要是采用单级减速器作为变速装置。但由于新能源汽车电机的高效率区较广,减小电机功率、增加变速装置挡位数量是增加新能源汽车续航能力的有效办法,因此从未来发展预期来看,采取了专用混动变速器及多挡变速器有望成为新能源汽车的重要方向。2017 年至2021 年,我国专用混动变速器搭载量从16 万台增长至81 万台,年均复合增长率为50%,预计2028年将增长至474.3 万台,较2021 年增长485.6%。
在混合动力汽车领域,DCT 变速器可适配3 种(P2、P2.5、P3)技术路线,且具有体积小、质量轻、燃油经济性好、换挡无动力中断、布置灵活等特点,因而在国内混合动力汽车市场的应用最为丰富。在纯电动汽车领域,由于单级减速器无法同时兼顾电动汽车的动力性和经济性,存在后程加速疲软、电耗较高等劣势,未来变速装置将向多挡化发展。而在很多类型的变速器中,AT 变速器成本比较高,CVT 变速器难以满足电动汽车的大转矩要求,DCT 变速器性能较好且国内技术相对成熟,能够较好地契合电动汽车的轻量化特点,在纯电动汽车领域也具备比较好的应用前景。
由于DCT 具备两套手动变速箱的传动结构,能做到挡位的替换接力,不仅能提高传动效率,降低输出动能的损耗,提升燃油经济性,而且具备更广的扭矩适合使用的范围,可以搭载于多类车型等优势,市场占比不断的提高。2015 年至2021 年,我国乘用车DCT 搭载量从444 万台增长至571 万台,年均复合增长率为6.5%;搭载率从17.8%增长至25.8%,正慢慢成长为国内汽车行业的主力变速器。在新能源汽车渗透率提高,导致内燃机汽车变速器搭载量下降的趋势下,DCT 变速器仍具备比较好的未来市场发展的潜力。预测2028 年我国乘用车DCT 变速器搭载量将增长至616.4 万台,较2021 年增长8%。
国内整车品牌与零部件企业大力押注DCT 产业。2009 年,由发改委牵头,上汽、一汽、长安、长城、吉利、江淮等多达12 家本土车企共同出资成立的中发联投资有限公司与博格华纳联合设立了博格华纳联合传动系统有限公司,共同探索DCT 变速器在中国市场的推广与应用。其中,博格华纳联合传动系统有限公司主要生产DCT 变速器中的核心模块,包括双离合模块、扭振减震器模块、控制模块和分离离合器模块。
博格华纳联合传动系统有限公司的设立填补了自主品牌在DCT项目中的欠缺,促进了国内DCT变速器市场的快速发展。此后,国内公司开始陆续自主研发、生产DCT 变速器,中国DCT 变速器品牌从无到有,进入快速成长期。根据盖世汽车研究院统计数据,2021 年我国自主品牌DCT 变速器产量达到299 万台,占当年国内DCT 变速器总产量比重为52.4%,涌现了青山工业、蜂巢易创、上汽变速器等一批具备一定市场规模与品牌影响力的自主变速器品牌企业。
我国变速器行业呈现中国自主变速器品牌、中外合资变速器品牌及国外变速器品牌“三足鼎立”的竞争格局。
其中,中国自主变速器品牌起步较晚,发展时间比较短,但是发展速度较快。自主品牌通过不断突破技术难题、提升成本优势,目前在市场上已经具备一定实力与影响力。
国外变速器品牌发展历史悠远长久、经验比较丰富,具备雄厚的技术实力、规模优势以及深远的品牌影响力,但成本比较高、市场响应能力不够。中外合资变速器品牌较好地融合了国外成熟的技术体系优势以及国内较高的成本优势,但存在研发动力不足、产品选代缓慢,难以满足市场加快速度进行发展的需求等问题。
自动变速器构造极其复杂,零部件构成较多,其核心零部件包括液力变矩器、行星齿轮组、双离合模块、液压控制管理系统等。核心零部件是变速器重要构成部分,也是企业核心竞争力的重要体现。虽然中国企业在汽车变速器领域取得了突破性进展,但尚未完全掌握变速器关键零部件的核心技术,部分高端零部件产品仍被外资企业掌控。
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