DCT正成为新能源汽车变速器的热门技术路线
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零部件国产替代序幕拉开，变速器细分市场首当其冲
我国汽车产业正在迎来零部件深度国产替代阶段,从整车装配、内外饰基础零件、核心零件合资模式过渡到高壁垒核心零部件的自主厂商配套突破。作为汽车传动系统核心零部件的变速器，单车价值高昂、技术壁垒深厚、与汽车油耗安全和驾驶体验直接关联，外资主导供应格局对自主品牌汽车发展构成严重制约，变速器自主替代势在必行。全球汽车迎来自动挡时代，中国市场大放异彩
从全球范围内看，自动变速器装配率即将超越手动变速器,以欧美日为代表的发达国家变速器格局各具特点，但自动变速器占据主导地位的趋势已经确立。国内自动变速器虽然应用历史较短,但受到城市交通拥堵、消费者年轻化等因素推动，最近十年渗透率快速提升,我们预计未来自动挡汽车将成国内乘用车市场主流车型。外资厂商主导自动变速器供应,自主品牌逆势突围
目前自动变速器核心技术和供应主要掌握在爱信、采埃孚、加特可等外资巨头和博世、舍弗勒等上游零部件供应商手中。外资品牌出于维护自身核心利益考虑,对国内自主品牌车厂的自动变速器供应端进行严格限制。以盛瑞传动、奇瑞、比亚迪为代表的本土厂商通过技术合作、逆向研发、外延并购等途径逐步打破垄断格局,推动国产自动变速器产业逆势突围。技术路径三足鼎立,国内厂商百家争鸣
AT、CVT、 DCT变速器各有优劣,国内整车厂和独立供应商分别在各个领域深耕多年，先后取得重大突破。国内新能源汽车市场的崛起对自动变速器提出了新的要求,更多厂商加入角逐加剧行业优胜劣汰。在可预见的未来,国内自动变速器市场仍将呈现三足鼎立的局面,我们估计到2020年国产自动变速器市场空间可达500亿元。本土供应商龙头突破配套壁垒,分享自主替代红利
自动变速器行业壁垒深厚、市场空间广阔、国产替代动力强劲,综合考虑技术优势、资本布局和市场地位,可以重点关注双林股份(控股股东收购DSI自动变速器技术实力雄厚)、东安动力(深耕AT市场多年, 自主新型产品有望上市)、万里扬(外延并购积极,打造国产CVT行业巨头)。技术路径多样，发展前景广阔
变速器是汽车传动系中最主要的部件之一,用于改变输出轴和输入轴传动比并传输动力。变速器功用是: 1)改变传动比,满足不同行驶条件对驱动力的需求,实现发动机与整车的最佳匹配;2)实现倒车行驶；3)中断动力传递,在发动机启动、保持怠速运转、换挡和停车等不需要动力输出时中断动力传递; 4)实现空挡。
汽车变速器按照操控方式可分为手动变速器和自动变速器两大类。常见的自动变速器主要包含机械自动变速器（AMT)、液力自动变速器(AT)、机械无级自动变速器(CVT)和双离合自动变速器(DCT),各类自动变速器在设计构造和工作原理都有明显区别。
手动变速器(Manual Transmission, MT)必须通过拔动变速器操纵杆实现挡位切换。手动变速器主要由壳体、传动组件(输入输出轴、齿轮、同步器等)和操纵组件(换挡拉杆、拨叉等)组成。目前紧凑级别以下的车基本一般都有MT配置车型。
操纵性强、节油和低成本是手动变速器最大优点。MT的优点包括: 1)在加速、超车时比自动变速车快; 2)良好的操纵习惯比自动变速器省油10%左右且可靠性更高。3) MT技术成熟、制造成本和维修保养费用较低。自动变速车型具有良好的驾驶舒适性,市场占比逐渐扩大,手动变速车型占比在降低。手动变速车型对驾驶技术要求高,需要油门离合器配合和操作换挡杆,操作不顺畅容易导致拖挡和熄火。在驾驶便利性的需求下,国内消费者偏爱自动变速车型,手动变速器的市场正逐步被AT, CVT和DCT等自动变速车型替代,装配率在逐渐下降。
机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission, AMT)应用范围较窄。AMT在传统的手动变速器基础上配备了一套电子控制的电动/气动/液压操纵系统,实现挡位自动切换。AMT核心是电控系统,电控技术水平决定了AMT的性能。AMT的优点是换挡快,传动效率高、制造成本低、结构简单且油耗较低;缺点是换挡的时候动力传输中断,易产生顿挫感,乘坐舒适度较差。目前AMT主要应用于一些A0级车型,代表车型如Smart系列、奇瑞QQ、比亚迪FO等车型,以及部分对换挡时间要求优先级高的超级跑车,如兰博基尼Aventador LP700. AMT乘坐舒适性较差,我们认为AMT在普通乘用车市场推广前景有限。
液力自动变速器(Automatic Transmission, AT)是目前应用最广的自动变速器。AT由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速要求。液力变扭器是AT最重要的部件,它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成,兼有传递扭矩和离合的作用。它利用行星齿轮机构进行变速,能根据油门踏板程度和车速变化, 自动地进行变速。AT变速器作为应用最广泛的自动变速器,核心优势在于操作容易、驾驶轻松、技术成熟、可靠稳定、平顺性好, 目前国内市场大多数自动变速器使用的是AT变速器。但AT变速器也存在结构复杂,成本较高,油耗较高的问题。AT变速器还衍生出手自一体式变速器,源于保时捷首先推出的Tiptronic, 当下很多车型都会配备从而为驾驶者提供更丰富的选择。这种变速器在前进挡时,可切换至手动降档或加档,有的还可以配合换挡拨片进行操作，典型如宝马7系的8AT手自一体变速器。
机械式无级变速器(Continuous Variable Transmission, CVT)可以提供良好的驾乘体验。CVT舍去了传统的齿轮组,依靠钢带在锥形轮上滑动来实现动力传输和传动比变化,它的优点是可以实现很宽的传动比,挡位之间无缝切换,动力传输无顿挫感,平顺性非常好,且可将发动机转速控制在低油耗区间,降低发动机油耗。CVT的缺点是维修成本高,大多数情况下出现失效问题无法维修只能整体更换,且钢带传递扭矩相对有限。德国奔驰是CVT技术首创者,早在1886年推出V型橡胶带式CVT变速器,而日系车厂却成为CVT领域的领跑者。目前国内使用CVT的车型主要有南京名游MG,东风日产轩逸、道客、新天籁和新奇骏,广本飞度、奇瑞旗云以及奥迪Multitronic等。
双离合自动变速器(Double Clutch Transmission, DCT)是AMT基础上的集成创新。DCT可以简单类比为是电子控制两套离合器总成的手动变速器,在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力,从而不会出现AMT换挡动力中断的状况。双离合自动变速器分为干式DCT和湿式DCT两种。干式的DCT采用风冷结构,体积紧凑,效率更高,反应灵敏,但离合器片的磨损会相对严重。湿式的DCT采用油冷方式,散热效果好,反应不如干式,但离合器片磨损小。DCT产品面世时间最晚,最大优势在于换挡迅速平顺、效率高、油耗低,是未来重要发展方向之一。但它的制造精度要求高、维修保养成本高,稳定性仍有待提高。2002年大众汽车首次展示了DCT技术,许多厂商也都开始研发双离合变速器,包括大众DSG,三菱SST,保时捷PDK,宝马DKG,福特和沃尔沃Powershift, 奥迪S-Tronic等。DCT是目前主流自主品牌整车厂变速器研发主攻方向。DCT自动变速器具有换挡平顺速度快,效率高且油耗低的优势,是来来主要发展趋势,不足之处是制造精度要求高、维修保养成本高,应用时间不如AT,稳定性有待提高。国内道路拥堵严重, DCT车型需要频繁切换档位,湿式DCT更加适合中国道路。2012年大众装配DSG系列的车型频被投诉,主要原因即是干式DCT不适合中国道路状况。国内大众、福特和通用等美德系车均有大量DCT配置车型, 自主品牌车厂也在着力自主开发并实现应用,比亚迪速锐S6、长安新CS15、荣威RX5等品牌的自动挡车型均采用DCT自动变速器。
我们认为未来AMT在传统乘用车领域的应用将逐渐萎缩，AT、DCT和CVT将继续发展,车型覆盖将进一步扩大。四种类型自动变速器技术原理和发展历程各不相同,在成本、性能、应用范围等方面也各具特点。在新能源汽车的变速器应用上,由于电机易于精确控制,调速范围广,变速器的要求与传统汽车不同。当前国内纯电动一般采用简单AMT结构1级或2级变速,插电式混动的变速机构一般与各主机厂现有的自动变速平台协同开发,例如上汽,长安,比亚迪的新一代插电混动车型均基于DCT开发。
自动车型后来居上,国际巨头主导市场
2015年全球自动变速器出货量4557万台,近5年复合增长率超过7%。以客车和轻型车口径计算,2013年自动变速器装配率已经超过手动变速器。根据Bloomberg预测,到2020年自动变速器全球出货量可达5630万台,装配率达52.6%。国内变速器市场快速扩张,其中自动变速器发展势头迅猛, 2011-2015年复合增速7.24%,渗透从2008年的10%超过50%。
国内变速器市场格局正在演化, 自动变速器占比持续提升。2015年全球市场MT变速器占比48.4%，北美和日本市场显著低于这一比例,而欧洲市场MT市占率超过60%。但是我们判断未来中国市场结构将向美日靠拢, 自动变速器渗透率将进一步提升。手动变速器在欧洲比例较高,我们认为有三方面原因: 1) MT更加经济省油,符合油价偏贵且油耗控制严格的欧洲汽车市场消费需求; 2) MT结构简单,耐造性强,维护成本低,与欧洲市场主流的高扭矩柴油发动机更加搭配; 3)欧洲交通基础设施相对较好,司机很少面临交通拥堵下频繁手动操纵的问题。这些因素造成了欧洲汽车消费者更加重视手动操纵汽车体验的驾驶偏好。国内汽车市场以汽油燃料为主流、城区交通拥堵严重、消费者更加注重汽车驾驶便利,这些特点与美日市场具有更多相似度,过去几年迅猛的发展态势也证明自动变速器在国内市场接受度很高,未来地位提升是大势所趋。
目前全球汽车自动变速器市场形成了两大阵营:以德国采埃孚、日本爱信精机、日本加特可等寡头为代表的自动变速器独立供应商,以及主流整车制造商自主生产。日本爱信与加特可生产乘用车和轻型商用车专用变速器、德国采埃孚主要生产乘用车和轻/重型商用车变速器、通用艾里逊生产重型商用车变速器。
自主品牌汽车已基本实现MT国产化
手动变速器(MT)应用历史悠久,其设计原理相对简单,生产工艺成熟和稳定,技木难度相对于自动变速器低。国内厂商具有丰富手动变速器的设计生产经验,能够满足国内整车厂商的配套需求,并已实现部分产品出口。
自动变速器对外依存度高,国产替代势在必行
自动变速器对外资品牌的依赖程度高。据中国海关数据, 2014年我国自动变速器市场对外依存度超过60%。当前我国乘用车市场自动变速器严重依赖外资品牌,主要原因是各类型的自动变速器结构比较非常复杂,控制精度要求高,而我国的基础工业与国外相比仍有差距,精密齿轮铸造、液压控制系统和CVT传动钢带研发制造能力不足,制约了国内AT和CVT的发展。同时,乘用车市场一直是外资品牌主导,外方对研发和零部件采购配套有主导权,在附加值高的自动变速器领域,外资品牌拥有先天配套优势。国内汽车厂商曾面临“三菱模式”困扰,由于缺乏自主发动机和变速器的研发与配套能力,奇瑞、长城、比亚迪、吉利、华晨等车企必须向三菱公司采购发动机,但同时必须接受日企捆绑销售沈阳三菱4AT自动变速器的要求。这种外资供应商凭借技术垄断强势地位捆绑销售的方式保证了外资厂商从整车厂商处攫取巨额利润并挤压了弱势自主变速器供应商的生存空间。
国内企业加速资本投入和技术积累,本土自动变速器厂商实现零的突破。以奇瑞、比亚迪、吉利为代表的自主车厂和盛瑞传动等变速器供应商取得重大进展,一汽、长安、上汽、广汽等也加速自主研发力度。
2020年国产品牌自动变速器市场空间合计约500亿元。我们预计到2020年自动变速车型中AT和DCT将占主流,各占40%, CVT占比约17%, AMT占约3%。假设2020年国内乘用车产量3000万辆, 自动变速器车型对应2000万辆,其中AT、DCT、CVT和AMT的总需求量大约为800/800/350/50万台,国内品牌变速器渗透率分别达到15%、50%。20%和80%,需求量约为120/400/70/40万台,则对应市场空间分别为120/320/56/16亿元,合计约500亿元。
全文完~
