汽车传动系统一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成,其基本功用是将发动机发出的动力传给汽车的驱动车轮,产生驱动力,使汽车能在一定速度上行驶。
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),从而使汽车能够实现倒退行驶、空挡以及换挡等功能。
根据操作方式的差异,汽车变速器可分为手动变速器和自动变速器两大类;按照结构和原理的不同,自动变速器可以分为四种形式: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)。
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广泛应用。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用专用混合动力变速器。
1、变速箱行业发展状况
A 变速器市场规模将稳定增长
根据尚普咨询集团统计数据,2022 年全球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,全球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 年全球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。根据盖世汽车研究院预测数据,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、操纵轻便化等技术的不断发展和应用,自动变速器成为全球汽车变速器的主流产品。根据尚普咨询集团统计数据,2022 年全球自动变速器市场份额占比达到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,根据尚普咨询集团预测数据,2022年中国汽车自动变速器装配率达到 72.5%,预计 2025 年将进一步提高至 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。
B 变速器在新能源汽车领域依然具有较好的应用前景
国内新能源汽车由于发展历程较短,目前主流生产厂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里程的有效办法,因此从未来发展预期来看,采用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。
根据盖世汽车研究院统计数据,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。而在各种类型的变速器中,AT 变速器成本较高,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有较好的应用前景。
C 行业呈现“三足鼎立”的市场竞争格局,部分核心零部件仍由外资企业掌控
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久、经验丰富,具备雄厚的技术实力、规模优势以及深远的品牌影响力,但成本较高、市场响应能力不足。
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,难以满足市场快速发展的需求等问题。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。
D DCT 变速器搭载量持续增长,我国 DCT 变速器市场发展迅速
由于 DCT 具备两套手动变速箱的传动结构,能够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用范围,可以搭载于多类车型等优势,市场占比不断提升。根据盖世汽车研究院统计数据,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%,正逐步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 变速器仍具有较好的市场前景。根据盖世汽车研究院预测数据,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,国内企业开始陆续自主研发、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。
2、行业发展趋势
(1)全球汽车零部件产业逐步向我国转移,带动我国汽车零部件行业快速发展
在全球经济一体化背景下,国际整车厂基于优化产业链、控制生产成本、压缩市场半径等目的,推行整车制造的全球分工协作战略和汽车零部件供应商的“本土化”战略,为我国汽车零部件行业带来了新的发展动力和广阔的市场空间。
相比于外资供应商,我国零部件企业具备自研自产率高、快速响应能力强的特点,能够在保持品质良好的同时具有明显的价格优势,因此逐步得到全球厂商的认可,来自于全球整车厂的订单不断增加。依靠国内巨大的汽车产销规模以及成本优势,部分国内优质汽车零部件供应商凭借自主技术积累以及资本优势吸收引进高端技术,逐步从“成本优势”走向“研发、集成、创新”等高质量发展道路。
未来随着汽车行业新能源化、智能化,我国汽车零部件企业有望凭借成本、先进制造能力、快速反应和同步研发能力等优势,在全球汽车零部件市场中占据制高点,市场占有率进一步提升。
(2)产业链整合加速,行业集中度逐渐提升
随着我国人口红利的消失,劳动力成本优势日益削弱,国内汽车零部件企业纷纷加强技术研发、完善产品结构,实现向系统开发、系统配套、模块化供货方向发展,行业并购重组步伐加快,产业链不断整合和扩展,市场集中度逐渐提升。目前我国部分本土企业已掌握精密汽车零部件的制造工艺,有望带动我国汽车产业尤其是零部件产业竞争力加速提升。
变速器作为结构复杂、精密度要求较高的汽车传动系统核心部件,在市场竞争激烈、行业洗牌加速的背景下,下游客户、总成厂商对变速器零部件产品的精度、硬度、强度以及适配性等性能指标要求不断提升,对产品工艺、质量提出了更高的要求,为具备先进制造能力的汽车零部件厂商提供了较好的发展机遇。
(3)汽车整车厂零部件外购趋势明显
汽车零部件产品种类、型号众多,不同品牌和不同车型对零部件产品规格、装配关系、工艺精度要求均存在差异,难以形成大规模的标准化的生产。在整车利润下降、主机厂加快推出新车型和缩短新车型开发周期的背景下,汽车产业精细化分工的趋势日益明显,整车厂生产模式开始从拥有大而全的零部件制造企业,转变为向上游汽车零部件企业采购。
汽车经营模式已由原来集汽车总体设计、零部件制造于一身,逐渐转变为由整车厂负责设计、技术革新和核心部件生产,其他零部件在全球范围内采购的经营模式。在降本压力的驱使下,整车厂将一些主要的、高附加值的零部件以整体模块的形式,由零部件企业生产,由大型供应商组装供应,使得汽车生产更专业化,装配速度更快,生产效率更高。
(4)商用车自动变速器市场渗透率持续增长
商用车作为生产工具,对于燃油经济性、维修便捷性、复杂地形适应性要求较高,对车辆购置成本较为敏感,手动挡仍然占据主流地位。根据头豹研究院 2021 年 12 月出具的《中国汽车变速箱行业概览》,国内商用车手动挡占比约为 90%。随着商用车驾驶员年轻化,对车辆操控简便性、舒适性要求的提高以及自动变速器制造成本的降低,商用车变速器自动化趋势明显,其中 DCT 变速箱凭借在油耗、换挡时间、驾驶操纵性、动力性、最大爬坡速度、起动能力等方面的优势,有望在商用车自动变速器市场中占据一席之地。