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1、精选word文档 下载可编辑新能源汽车变速箱行业深度报告近年来新能源汽车销量高速增长，人们普遍担心自动变速箱的发展前景。我们针对传统、普混及新能源汽车的变速箱进行了详细分析，总体来看，新能源汽车仍然需要变速箱，市场空间依然巨大。我们预计变速箱整体需求仍将快速增长，总体产能供给充裕，利好万里扬等优势供应商，齿轮及油泵等领 域逐步突破，未来发展看好。新能源汽车仍然需要变速箱。新能源汽车分为插混(串联、并联、混联 等)、纯电动及燃料电池等，其中串联、纯电动、燃料电池目前多采用 单级减速器，未来能耗要求提升，或发展为多级减速器;并联多采用现 有自动变速箱进行改造或使用电驱动桥;混联多采用专用混动变速箱
2、。总体来看，新能源汽车仍然需要变速箱，市场空间依然巨大。变速箱需求快速增长。变速箱需求由汽车销量及结构决定，在双积分、 五阶段油耗等政策推动下，预计弱混、强混、新能源占比大幅提升。结 合近年销量占比及车企技术路线，我们预计 2025 年自动变速箱、专用 混动变速箱、纯电动变速箱销量分布为 1888 万、360 万和437万台，较 2018 年分别增长 13%、1147%、459%。产能供给充裕，利好优势供应商。2020 年国内自动变速箱产能预计将超 过 2223 万，且改装为并联混动变速箱较为容易，加上专用混动变速箱 总产能将超过 100 万台，因此传统及新能源变速箱总体产能充裕，技术 能力较
3、强、配套关系紧密的变速箱供应商有望受益。AT 领域爱信合资 广汽、吉利并扩建产能，DCT 领域以车企自建为主，CVT 领域万里扬积 极拓展吉利等客户，具有较好的发展机会。传统 CVT、混动并联及混联、纯电动多级减速器发展前景较好。综合市 场空间及增长速度来看，传统 CVT 变速箱、混动并联及混联变速箱市场 空间均超过百亿且增速较快，纯电动多级减速器有望实现从无到有的突 破，均具有较好发展前景，相关供应商及产业链有望大幅受益。齿轮及油泵等领域逐步取得突破。国内自动变速箱产业起步晚销量低， 配套尚不成熟，核心零部件主要为博世、舍弗勒等国际巨头所掌控。近 年来国内双环传动、德尔股份等在齿轮轴系、变速
4、箱油泵等领域逐步取 得突破，未来有望受益于零部件国产化及自动变速箱渗透率提升。报告内容新能源汽车还需要变速箱吗汽车分类 汽车按照动力来源形式可以分为传统汽车、普通混合动力汽车和新能源汽车。传统汽车主要以内燃 机驱动。混合动力汽车是指由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，按照是否外 接充电可划分为一般混合动力(Hybrid)、插电式混合动力(Plug-In)。新能源汽车是指采用新型动力系 统，完全或者主要依靠新型能源驱动的汽车，包括插电式混合动力(含增程式)、纯电动和燃料电 池等。根据混合度(即电功率比例)的高低，混合动力汽车可以分为微混、弱混和强混等不同类型。不同 公司定义不同，
5、目前尚无统一标准。一般来说，微混主要有 12V 启停，弱混主要有 48V 混动，而强 混包括常见的并联、串联及混联(含功率分流)等。不同混动系统的特性比较如下。根据电机布置的位置，混动系统又可以分为P0/P1/P2/P3/P4等不同形式。1)P0 电机置于发动机皮带轮系端，皮带驱动 BSG 电机，主要应用于 12V 启停及 48V 微混系统;2) P1 电机置于变速箱之前，安装在发动机曲轴上，在 K0 离合器之前，主要应用于 12V 启停及 48V 微混 系统;3)P2 电机置于变速箱的输入端，在 K0 离合器之后，主要应用于并联混动系统;4)P3 电机 置于变速箱的输出端，与发动机同一根轴，
6、同源输出，主要应用于并联混动系统;5)P4 电机 置于变速箱之后，与发动机的输出轴分离，一般是驱动无动力的轮子，主要应用于并联混动系统。下面分别介绍 12V 启停、48V 弱混、强混、插混、纯电动车、燃料电池汽车的分类与构成。1)12V 启停混动 发动机启停(Stop-Start)系统就是在车辆行驶过程中临时停车(例如等红灯)的时候自动熄火，当 需要继续前进的时候，自动重启发动机的一套系统。发动机启停作为混合动力车的入门技术，由于 成本较低且有一定节能减排效果，目前应用较为广泛。发动机启停系统主要有三种形式:a)分离式起动机/发电机启停系统，这种系统的起动机和发电机是分开设计的，起动机为发动机
7、启 动提供所需的功率，而发电机则为起动机提供电能。b)集成起动机/发电机启停系统，这种系统集成的起动机/发电机是一个通过永磁体内转子和单齿定 子来激励的同步电机，能将驱动单元集成到混合动力传动系统中。c)马自达智能启停系统，马自达 i-stop 技术主要通过在气缸内进行燃油直喷，以燃油燃烧产生的膨 胀力来重启发动机，发动机上的传统启动机在发动机启动时起到辅助作用。2)48V 混动系统48V 混动系统可以看成 12V 启停系统的升级版，主要由 48V 启动电机、锂离子电池组、用于 48V 与 12V电压之间转化的电压控制器(DC/DC)以及相应的控制模块组成。根据电机布置的位置，48V 系统也可
8、以分为 P0(BSG)、P1/P2/P3(ISG)、以及 P4(Real Axle Drive) 等不同形式。相比传统 12V 系统，48V 混动系统由于电池电压输出升高，降低了线路损耗，同时电压的升高也可以 有效改善起停电机、空调压缩机、冷却水泵等系统的工作时间，让发动机在停车状态最大限度不参 与工作;其次是 48V 的电压更能满足锂电池快速实现能量回收的要求，而回收的能量可用于辅助驱 动等，降低发动机负载，从而实现降油耗和排放的作用。3)强混汽车目前强混车型的类型比较多，按传动系构型可分为串联式、并联式、混联式等三种。a)串联式，最接近于纯电系统，配置的发动机仅用于推动发电机发电而不直接参
9、与驱动汽车。系统 输出动力等于电动机输出动力。代表车型有日产Note 等。b)并联式，以发动机为主，电动机为辅，系统输出动力等于发动机与电动机输出动力之和。按照电 机位置可以分为 P2/3/4等不同类型。代表车型有现代索纳塔混动版。c)混联式(串并联)，电动机和发动机都能单独驱动汽车。由于系统中配置有独立发电机，因而系 统输出动力大于发动机与电动机输出动力之和。混联主要有两种形式，一种是分路式结构(功率分流)，以行星排齿轮和双电机等作为传动机构， 代表车型有丰田 Prius;另一种是开关式结构，以离合器和双电机进行动力切换，代表车型有本田雅 阁混动。4)插混车型 插混分类与强混类似，也包括串联
10、式(增程式)、并联式、混联式等三种，主要区别是插混车型可以充电，并且电池系统的带电量更高，纯电行驶里程更长。a)串联式，也就是增程式混合动力，代表车型有广汽传祺 GA5 PHEV。b)并联式，包括 P2/3/4 等多种形式，代表车型有大众途观 L 插电混动版、吉利帝豪 GL PHEV、长城 Wey P8 等。c)混联式(串并联)，同样包括分路式及开关式两种，分路式结构(功率分流)代表车型有通用凯 迪拉克 CT6 插混版，开关式结构代表车型有上汽荣威 eRX5。5)纯电动车纯电动车指的是完全由动力电池提供电力驱动的电动车，其驱动系统与串联式混动类似。6)燃料电池汽车我们可以将燃料电池系统视为发动
11、机或增程器，燃料电池汽车的架构类似于串联式混合动力，有插电式或不插电等不同形式。变速箱结构 1)传统汽车变速器 传统变速箱作为协调发动机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。具 体来说，由于发动机的合理转速区间较窄(一般在 1000-4000rpm 左右)，转速过低则无法输出转矩， 而一旦发动机转速过高则会处于一种低效的工作状态，所以在行驶时，燃油车需要通过换挡来调整 减速比，从而使转速保持在合理的工作区间。按操纵方式分类，传统变速箱可以分为手动变速器和自动变速器(含半自动变速器)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:液力自动变速器(AT)、无级变速
12、器(CVT)、双 离合变速器(DCT)、机械式自动变速器(AMT)。2)普通混动汽车 普混汽车中，弱混汽车一般是在原有发动机和变速箱基础上加装12V 或 48V 混动系统，其变速箱与 传统汽车变速箱基本一致，但大都配置的是自动变速箱。对于 12V 启停汽车而言，装配 12V 启停系 统的汽车与传统汽车在变速箱上并无差别。对于 48V 微混汽车而言，装配 P0/1/4 方案的变速箱与传 统汽车没有差别，装配 P2/3 方案的变速箱或需要略作改动，但大体结构仍与传统汽车变速箱相同。而强混及新能源汽车的变速箱和传统汽车略有不同，按照混动和纯电等不同动力形式进行划分，车 型和结构不同，变速箱差异较大。
13、a)串联式 串联式混合动力系统最接近于纯电系统，发动机仅用于推动发电机发电而不直接参与驱动汽车，大 都无需变速箱，一般仅在电机输出端配置单级减速器，部分会与电机或电机控制器集成为二合一或 三合一驱动系统，未来或采用多挡变速箱。b)并联式 按照电机位置，并联式混动有 P2/3/4等不同构型。对于 P2 结构而言，混动变速箱与传统自动变速箱 差别较小;对于 P3 结构，部分将电机集成在变速箱内部，结构改动较大。而对于 P4 结构，一般称为电驱动桥，变速箱结构与串联式结构类似。部分车型 P4 结构与 P2 结构结 合，前驱仍包含 P2 并联混动变速箱，如长城 Wey P8等。长城 WEY P8及长安
14、 CS75 PHEV 应用了舍弗勒的 P4 结构电驱动桥，其中使用了两挡变速箱。c)混联式混联式变速机构与传统变速箱差异较大，主要有两种形式，一种是分路式结构(功率分流)，以行星排齿轮和双电机等作为传动机构，另一种是开关式结构，以离合器和双电机进行动力切换。丰田 THS 混动系统的 E-CVT 变速箱属于分路式结构(功率分流)，结构非常简单，仅仅由MG1 发电 机、MG2 驱动电机、行星齿轮系统、动力控制单元 PCU 等组成，具有平顺性好、传动效率高、结构 简单、体积小等优点，是全球应用最为广泛的混动变速箱之一。本田 i-MMD 混联变速箱属于开关式结构，主要由发电机、驱动电机、离合器及动力控
15、制单元 PCU 等 构成，具有纯电模式、串联混动、并联混动三种模式，在结构简单的同时，还能保持高效动力输出 和极低的油耗。3)新能源汽车对于插混汽车，增程式混动的变速系统与串联式混动类似，目前大都采用单级减速器，未来或采用2 挡或多挡变速箱;并联式及混联式插混与强混系统类似，均需要特定的变速箱。对于纯电动汽车，变速系统与增程式(串联式)混动系统类似。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，未来或采用2 挡或多挡变速箱。对于燃料电池汽车，其驱动系统构造类似于串联式混合动力，一般采用单级减速器，未来或采用2 挡或多挡变速箱。综上所述，对于混动及纯电动汽车，纯电动及串联式混动需要单级减
16、速器或多挡变速箱，并联式混 动变速箱与传统自动变速箱类似，而混联式等则需要专用混动变速箱。混动及纯电动变速箱发展趋势1)混动汽车强混以混联居多，插混以并联为主 对于微混及弱混等车型，变速箱与燃油车基本相同，其发展趋势是自动变速箱渗透率持续提升。对 于强混及插混等车型，变速箱与传统车辆或有较大区别，技术路线包括并联、串联及混联等，不同 构架下的优缺点及变速箱要求比较如下表。考虑动力性、经济性、成本、技术难度、布置等因素，在强混领域，混联式专用混动变速箱具有成 本较低、燃油经济性好等优点，有望得到广泛应用;而在插混领域，并联技术具有开发难度低、与 现有驱动体系兼容性好等优点，有望大范围推广。从 2017 年到 2019 年 6 月乘联会销量数据来看，强混系统中，混联(包括分路式和开关式)占据了绝 大多数;而插混系统中并联占比最大，其次是混联，串联式(增程式)混动占比均较小。主要车
