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汽车电气化大趋势下变速箱市场之变

发布时间:2019-09-14 08:58:35 编辑:笔名

  汽车电气化大趋势下 变速箱市场之变

  随着燃油、排放法规的不断加严以及双积分政策的正式实施,汽车电气化进程加快。在传统燃油车之外,混合动力汽车以及纯电动汽车开始越来越多的涌入市场。而在汽车动力来源日趋多元化的情况之下,为满足新的应用需求,变速箱技术亦将随之发生变革。

  那么,在汽车电气化趋势下,变速箱市场将会出现怎样的变化?有哪些技术值得关注?10月15日-16日,在中国汽车工程学会和中汽翰思管理咨询公司联合吉林大学泰州汽车动力传动研究院及泰州市临港经济园在江苏泰州举办的 “TMC专题论坛”中,众多高校教授、整车企业及零部件企业主要技术负责人和专家就相关问题进行分享及讨论。

  变速箱市场仍将“百花齐放”

  在现场演讲中,重庆长安汽车股份有限公司变速器开发所副所长刘继伟表示,随着油耗、排放法规的日益加严,EV、HEV、PHEV等车型在欧洲、美国、日本、中国市场均有较大幅度增长,基于此,电动化已成为传动系统发展的必然趋势。

  不过,他还指出,从目前来看,未来整车动力将是多种电动化形式并存的局面,但由于政策、市场等不确定性因素,各种动力的占比存在着较大的变数,这使得传动系统电动化的战略制定存在很大挑战。

  对中国汽车市场有所了解的人士都知道,在传统汽车领域,随着传动技术的多样化,MT、AT、CVT、DCT等几类变速箱所占份额虽有所不同,但是整体呈现“百花齐放”的局面。可以说,在传统汽车领域,没有哪一类变速箱绝对完美,各类变速箱各有优劣,各有其用武之地。

  而将视线转向电气化车辆,情况似乎同样如此。

  一方面,正如前面所说,未来电气化车辆的动力将是多种电动化形式并存的局面,而由于不同电动化形式的车辆对于变速箱的要求存在差异,因此很难有一种技术能够同时解决以上不同的要求。

  另一方面,面对某一类电气化车辆,往往有不止一种变速箱技术能够满足其要求。举例来说,对于混合动力汽车,满足其需求的就有DHT(Dedicated Hybrid Transmission)混合动力专用变速箱、混合动力电动无极变速器ECVT等技术。

  通过以上不难得出,即使进入到电气化领域,亦很难有哪一种变速箱技术可以独占市场。而在这样一种情况下,如同整车领域的多元布局,整车企业以及相关的零部件供应商在变速箱布局方面亦是多管齐下。不过值得注意的是,企业具体如何做技术上的延伸,还要考虑到其自身的能力所在。

  以传动系统平台化拓展为例,刘继伟表示:“混合动力构型是传动系统平台化拓展策略面临的一个重要选择。而构型虽然会对传动系统平台有影响,但经过研究,它并不会直接决定总成性能、成本等关键指标。真正影响传动系统平台拓展策略的关键因素是对所选构型的核心技术资源掌握度。”

  DCT将成为混动车的一个重要选择

  放眼当下的汽车市场,为满足日益严苛的油耗及排放标准,车企除了纯电动汽车领域的布局,对于节能环保方面表现优异的混合动力汽车也加大了重视。根据中国《节能与新能源汽车技术路线图》,2020年混动汽车销量将占乘用车销量的8%,如果按照预测,2020年我国乘用车销量将达3000万辆,届时混动汽车销量将达到240万辆。也就是说,混合动力汽车还大有增长空间。

  前面提到,目前市面上已有多种变速箱技术可以满足混合动力汽车的需求。而从主机厂的角度来看,邦奇动力业务发展合伙人杨宇认为主要有以下几种思路:首先,渐进式的选择,也即,基于目前已有的变速箱技术路线进行逐级地电动化。第二,DHT混合动力专用变速箱,例如丰田的THS系统、国内的CHS系统等等;第三,正常的传动路线基本上保持不变,然后用大量的EV来应对油耗、排放法规以及双积分政策。

  在以上三种思路之中,杨宇认为,对于大部分国内主机厂来说,第一个思路是最可行,也是最具综合优势的一个方案。目前,很多自主品牌已经采用了这一做法。而值得注意的是,在选择基于目前已有的变速箱技术路线进行逐级地电动化的过程中,DCT变速箱具备一定优势,将成为混动车的一个重要选择。

  目前,诸多OEM厂商都投入了大量的资金去开发DCT变速箱。该产品在变速器领域中虽是后来者,然近年随着节能减排压力加大,其综合优势凸显,为车企所看好。据了解,DCT与电机结合,能发挥DCT变速箱的优势,如齿轮传动效率高、扭矩大等;同时对弱点予以弥补,例如能大大减少解决DCT低速驾驶性问题的难度。因此,DCT混合动力比较AT和CVT混动系统有优势,比较双电机的混合动力也有一定的优势。

  除此之外,上汽乘用车技术中心动力总成项目管理部总监姜超还表示,在DCT技术上扩展电动化零件可以共用,也能用现在产业链资源和各个OEM装配线的资源,有利于减少投资,形成规模优势,降低单机成本。并且值得一提的是,国内有很多家企业做DCT,所以国内DCT零部件相关能力、资源也都建立起来了。

  当然不可否认的是,DCT变速箱也有其自身的不足,仍需经历逐步发展的历程。

  纯电动车更需要怎样的变速箱?

  虽然DCT在混动方面可以大有作为,但是在纯电动车方面却未必是最好的选择。原因在于纯电动车有其自身的特点,一方面,纯电动车并非一定要有变速箱;另一方面,其所需要的变速箱可能与传统变速箱有所不同。

  电动汽车与传统燃油车不同,由于电机的工作范围较广(一般在rpm)。在低转速甚至零转速下也可以输出很大的转矩。也就是说,没有变速箱,电动汽车也可以照常运行。目前,全球主流纯电动汽车均采用电机匹配单级减速器的架构。从结构上来说,单级减速器不需要换挡机构、同步器和离合器,结构相对简单且容易实现,因此为车企所广泛使用。

  不过与此同时,亦有很多业内人士认为,两挡甚至多挡变速器才是电动汽车未来的主要趋势。原因是,有了变速箱的纯电动车,在工作时会处于更加高效的状态。前面提到

  ,电机的工作范围较广,但相对来说,在中低转速的情况下,电机的扭矩非常足,工作效率也相对较高。但在高转速的情况下,电机的效率和扭矩则会急速的下降。而多挡变速器的作用就是使电机尽量工作在高效率的转速区间,从而达到降低损耗、提高续航里程等效果。

  据了解,很多企业已经开始研发电动汽车多挡变速器产品,目前来看,虽然在大中型客车领域也有3挡和4挡自动变速器,但整体主要还是以两挡自动变速器为主。不过,汽车研究院相关分析师表示,尽管相对于传统燃油车所用的变速箱,二级变速器对精度和控制方面的要求大大减低,但对于车企及供应商来说,这仍然并非易事。

  北美华人汽车工程师协会中国分会会长周士建也在接受汽车采访时指出,目前,企业大多还在走传统变速箱的路子。“两档变速器在市面上还没成熟的时候,大家似乎都禁锢在这样的一个框子里面:想要把用于传统燃油车的变速器简化成两档变速器,而无论从成本或是相关应用上来看,这都是不划算的一种做法,而且可能会产生其他一些技术方面的问题。”

  周士建认为,车企及相关供应商应该跳出原有的思维框架,跳出现有的四种自动变速器去思考。在二级变速器中,最后能占领市场的很可能是第五类、第六类甚至第七类自动变速器。

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  文章标签: 电动汽车

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