展商动态 » 商用车变速器自动化时代已来,双离合器自动变速器迎来新机遇?

在新四化趋势的推动下,中国汽车行业正加速转型升级。相较于乘用车,商用车作为生产工具更注重性价比,技术升级的步伐相对较慢。但是近年来,随着法规政策的严苛以及用户需求的转变,我国商用车市场也开始踏上升级之路,尤其在节能、智能化等领域有着很高需求。

以传动系统为例,过去商用车变速器考虑经济性,主要以MT(手动变速器)为主,如今自动变速器的需求已经显现。从过去两年的自动变速器销量来看,增速明显,尤其AMT(手自一体自动变速器)的销量快速增长。然而,在这样一个快速增长的市场中,如何选择技术路线就变得尤为重要。在高成本的AT(自动变速器)和低成本的AMT之间,是否还有其他技术路线?企业应该如何提前规划并战略布局?在不久前于大连举行的“商用车自动变速箱圆桌论坛”上,与会专家一致认为:商用车自动变速器将呈现多技术路线并行的局面,在乘用车市场已经成熟应用的DCT(双离合器自动变速器)未来将有很大的应用前景。


乘用车市场的启示

在谈商用车变速器之前,我们可以先来看一下乘用车市场的发展。最初,乘用车市场也是以手动变速器为主,此后随着消费者对于舒适性要求的不断提高,自动变速器开始在高端车上应用,并逐渐普及到中低端车型。

曾经,对于几种自动变速器技术路线,如AT、AMT、DCT和CVT,存在着很多争议。从市场表现来看,AT具有性能优势,但成本较高,一开始的市场占有率并不高。AMT因为可以使用原先手动变速器生产线,成本较低,一度受到市场欢迎。但后来,随着自动变速器成本的下跌,AMT因为性能问题而逐步被包括DCT在内的其他技术方案所取代。

DCT的量产始于2003年,当时大众与博格华纳合作开发的DSG DQ250用于第一代奥迪上,到2009年随着一汽大众迈腾的上市,DCT正式在中国量产。2013年,中国国内第一个DCT项目DT360在上汽车型上批产。此后,随着中国汽车产业的高速发展,DCT市场也迎来了春天,到2020年时,DCT在中国乘用车市场的销量已经达到542万台,占了中国乘用车市场近30%的份额。

在中国DCT市场,有一件具有标志性意义的大事:2008年由发改委牵头,12家自主品牌车企与博格华纳在大连成立合资公司,共同研发湿式DCT技术,合资工厂生产DCT核心部件双离合器模块,减震器模块和液压控制模块。当时,中国汽车市场已经进入发展期,但关键零部件技术严重缺失,自动变速器技术为外资所垄断,成为自主品牌发展的短板之一。大连合资公司的成立,旨在以DCT为突破口,快速进入自动变速器市场。

十多年后的今天,乘用车自动变速器市场已经呈现多种技术路线并存的局面,AT、DCT、CVT三分天下,有着各自的应用领域和细分市场。2012年时,中国乘用车自动变速器的市场占有率为35%,到2020年时已经高达75%。而大连合资公司的成立,也成为中国DCT市场发展的一个缩影。2013年合资公司首个项目投产,到2016年时产量升至10万台,2021年更是高达180万台。

虽然随着新能源汽车的快速发展,市场对于传动技术的关注已经从变速器转向电驱动,但对于未来很长一段时间都会存在的混合动力来说,变速器依然重要。各种混合动力解决方案,从P0到Px,已经在中国市场落地发展。

博格华纳混合动力湿式三离合器



商用车变速器的自动化趋势

那么,商用车市场是否会复制乘用车的发展路径?对于这个问题,参加此次“商用车自动变速箱圆桌论坛”的多位行业专家都给予了肯定。北京航空航天大学交通科学与工程学院的徐向阳教授认为,商用车自动变速器市场很大,未来多种技术路线将共同发展,除AMT和AT外,DCT将有很大的成长空间。

虽然目前中国商用车市场还是以手动变速器为主,但变速器自动化的趋势已经很明显。这一方面受法规政策的影响,根据去年10月发布的“节能与新能源汽车技术路线图2.0”,到2035年节能与新能源汽车年销量各占50%,到2035年时,货车和客车的油耗以2019年为基准分别要降低15%和20%。商用车降低油耗有多种技术方式,自动变速器就是其中之一。另外路线图也指出,到2035年时,各类高度自动驾驶车辆广泛运行,如果要实现这一目标,商用车变速器必须要自动化。

另一方面,用户需求的变化也推动了商用车变速器的自动化进程。过去,商用车作为生产工具,客户对于购车成本比较敏感,如果可以招到吃苦耐劳的驾驶员,客户就不愿在车辆配置上多花钱。未来,随着商用车驾驶员年轻化、女性化趋势的出现,对车辆操控简便性、舒适性必然会提出更高要求,如果还是之前的手动挡车,很有可能招不到驾驶员,这也将倒逼客户进行配置升级。

另外,从使用成本来看,以一辆40万人民币的AMT商用车为例,相较于手动挡,变速器成本的增加在1.5万人民币左右,但因此而带来的油费节省每年在1万人民币左右,如果车辆使用4年,最终的使用成本将有明显下降。

如果看一下欧洲市场,2019年16吨以上商用车自动变速器的占有率已经达到85%,6吨-16吨商用车自动变速器的占有率为78%,变速器的自动化趋势已经很明显。从具体技术路线来看的话,AT拥有出色的性能,但受限于成本因素,在商用车上的应用并不高,而AMT因为成本优势,得到快速发展。

再来看中国市场,中国商用车自动变速器市场的发展差不多始于2018年,当时随着采埃孚AMT项目的国产化,重卡AMT市场开始启动,2018年的销量为0.15万台,2019年增加到0.85万台,2020年时激增至4.8万台。显然,商用车变速器的自动化时代已经到来。

DCT的机遇与挑战

与乘用车市场发展相类似的是,随着市场的启动,有关技术路线的探讨也随之而来。在商用车市场,未来AMT是否一家独大?DCT是否有机会?

在回答这个问题之前,我们先来比较一下商用车DCT和商用车AMT的性能优劣。相较于AMT,DCT在油耗、换挡时间、驾驶操纵性、动力性、最大爬坡速度、起动能力等方面均有一定的优势,但DCT的劣势在于重量和成本。此外,DCT的低扭矩特点,也限制了其在商用车上的发展。但是,随着技术的发展,商用车DCT扭矩问题已经得到解决。据博格华纳变速器系统中国离合器及减震器产品工程经理徐昊介绍,通过加减摩擦片,已经可以实现1500-3000Nm的扭矩传递。

事实上,商用车行业对于DCT的探索也早已开始。2011年,三菱扶桑Duonic轻卡量产,标志着全球首辆DCT商用车落地;2015年,采用伊顿Procision 七档DCT变速器的纳威司达中卡开始量产;值得一提的是,除了轻卡和中卡,DCT在重卡上也开始应用,2014年沃尔沃I-Shift重卡开始量产。

伊顿 Procision 七档DCT变速器

Global Market Insights的预测显示,从2021年到2027年,DCT年复合增长率为4.9%,其中商用车DCT年复合增长率为3%。Global Market Insights认为,DCT市场主要在中国,商用车DCT是未来增长点。

不过,DCT若要在商用车市场大规模应用,还需克服技术挑战,例如提升扭矩容量和传动效率,降低产品成本等。未来,如果DCT能接近AMT的效率和成本,以及AT的换挡品质,那么离大规模量产也就不远了。至于细分市场,虽然DCT在沃尔沃I-Shift重卡上已应用,但鉴于AMT在该市场的成熟应用,中卡和轻卡应该是DCT拓展的主要方向。

以伊顿 Procision 七档DCT变速器为例,这是一款900Nm的产品,其性能特点包括:加速过程中无扭矩中断、采用集成式控制系统、两个离合器都具备起步能力、维护成本低、燃油经济性等效于欧洲AMT等。作为伊顿 Procision 的双离合器供应商,博格华纳已经为中国商用车市场的DCT应用做好准备,期望以最小的开发成本进入市场。基于国内客户的需求,博格华纳正在做进一步的产品开发,匹配商用车的双离合器模块扭矩可高达3000Nm。

当然,谈及未来发展,电气化是绕不开的话题,商用车亦如此。对此,上汽乘用车研发中心全球总监方伟荣认为,总体来说传统能源将逐步减少,电气化比例将逐渐增加。就中国市场而言,总体趋势传统自动变速器份额将会下降,但仍然有较大存量空间,2035年之前仍有50%以上为传统能源及传统能源混动拓展产品。

对于未来,主机厂和零部件供应商显然已做好准备,开始在电气化领域深耕布局。例如,博格华纳希望把传统内燃机领域的经验用于新能源市场,目前该公司的DCT产品在混合动力商用车上可以应用,商用车Px混合动力解决方案可以实现单独内燃机或纯电驱动,电驱可以实现多个挡位(P2和P2.5)。另外,面向纯电动商用车市场,博格华纳可以提供两挡减速器,以及用于多档减速器的双离合器模块和液压控制模块。

可以预见的是,无论是传统内燃机还是新能源商用车,在乘用车上成熟应用的DCT技术,未来将有更多的市场机会。当然,中国商用车市场的DCT之路怎么走,是否有新的商业模式或技术方向出现,还有待进一步的探讨和实践。

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