汽车零部件按其使用性质可分为发动机系统、传动系统、制动系统、行驶系统、底盘系统、车身系统、转向系统、电气系统和其他(一般用品、装载工具等)等,其中传动系统零部件包括变速器、传动轴、差速器、减速器、离合器等。根据国家统计局的统计数据,2020 年我国汽车传动系统领域纳入统计范围的企业主营业务收入合计 7,022.50 亿元。
汽车变速器是传动系统的核心部件,在汽车行驶过程中,通过变速器换挡可以实现动力装置和车轮之间不同的变速比,在发动机转速既定的情况下实现行车速度的变化。经过近 70 年工业技术积累与自主研发投入,中国汽车行业产业链逐渐完善,汽车变速器的研发与生产制造也得到快速发展,根据国家统计局的统计数据,2020 年我国汽车变速器及组件生产企业的主营业务收入合计达到2,085.08 亿元。
同步器是汽车变速器的重要组成部件。汽车变速器输入轴和输出轴各自以不同的速度旋转,只有当输入轴和输出轴速度基本一致时,方可顺利换挡,早期的变速器在换挡过程中主要依靠驾驶员的熟练换挡操作,通过在空挡位置控制发动机油门的变化,减少齿轮的转速差,实现平稳换挡。但由于人为控制的特点,难以保证齿轮转速一致,因此经常出现齿轮强行啮合而发生冲击碰撞,以致损坏齿轮的情形,且由于采用人为控制,换挡耗时较长,油耗较大。同步器产生后,在换挡时通过同步器与齿轮的摩擦作用,快速实现变速器输入轴和输出轴同步,无需人为通过空挡加、减油门的方式实现齿轮转速的同步。因此,同步器的使用,在变速器换挡过程中消除了换挡冲击,缩短换挡时间,简化换挡过程,使换挡操作简洁轻便,延长变速器寿命,降低换挡油耗。
我国汽车行业于上世纪八十年代开使广泛使用同步器。随着汽车变速器由手动向自动化发展,同步器的产品结构、生产技术也不断变化升级。
作为汽车变速器的重要组成部件,同步器的发展与汽车变速器的发展息息相关。目前,中国品牌乘用车在我国汽车行业的市场地位日趋提升,自主品牌变速器企业迅速发展牙底圆弧半径,国产 DCT 变速器大力推广,也为同步器市场创造了良好的发展机遇,具体如下:
汽车变速器按操纵方式可分为手动变速器和自动变速器,其中自动变速器按不同结构又可细分为机械式自动变速器(AMT)、双离合自动变速器(DCT)、液力自动变速器(AT)和无极式自动变速器(CVT)。各类变速器的对比情况如下:
随着我国汽车销量的逐年攀升,消费者对于汽车的性能、操作性、舒适度、节能环保性能以及燃油经济性的要求日益提高,对于自动变速器的需求不断升级。据统计,近年来我国自动变速器的市场份额以每年约 5%的速度增长,到 2020汽车市场自动变速器渗透率已超过 70%,手动挡变速器在乘用车领域比例已降至较低,目前主要以商用车领域为主,预计 2023 年以后,我国汽车行业的自动变速器渗透率将达到 90%以上。
在自动变速器中,DCT 变速器采用定轴齿轮传动,结构与国内厂商已充分掌握的手动变速器技术相仿,具有较好的产业化基础。DCT 变速器具备两套手动变速器的传动结构,能够做到挡位的替换接力,换挡与 AT 变速器一样平顺,但不需要像 AT 变速器一样靠液力传输动力,也不需要像 MT 变速器一样断开离合器换挡,从而能够提高传动效率,降低输出动能的损耗,提升燃油经济性。与CVT 变速器相比,DCT 变速器具备更广的扭矩适用范围,可以搭载于多类车型。此外,DCT 变速器匹配混合动力汽车技术的综合表现最佳,有望在混合动力车型上推广。综合上述因素,国内乘用车 DCT 变速器搭载量不断增长,由 2017 年的 444 万台增长至 2021 年的 571 万台,增长幅度为 28.60%,搭载率由 2017 年的 18%提高至 26%。同期 AT 变速器搭载量持续下降,DCT 变速器搭载量超过AT 变速器,正逐步成长为国内汽车行业的主力变速器。
自 1952 年首台国产汽车变速器下线以来,我国汽车变速器行业已经历了 70年的发展历程,产业链逐渐完善,研发与生产制造得到较快发展,但在产品结构、技术水平等方面与国外先进企业仍有一定差距。
在 2003 年以前,自动变速器生产技术多为外资企业所垄断,国内企业仅能实现手动变速器的自主研发、生产。2003 年奇瑞精机成立,开始自主研发自动变速器的探索。2008 年,国家发改委牵头联合九家中国品牌车企共同成立中发联投资公司,对国产自动变速器的发展起到了重要的催化作用。2013 年青山工业自主开展 DCT 自动变速器的研发。此后,国内企业开始陆续自主研发、生产自动变速器,中国自动变速器品牌从无到有,进入快速成长期。2016 年我国汽车自主品牌自动变速器已超过 120 万台的搭载量,到 2020 年自主品牌变速器年产能合计已达 650 万台以上,市场占有率达到约 37.5%,涌现了青山工业、上汽变速器、万里扬、蜂巢易创、盛瑞传动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。
从竞争格局来看,由于汽车变速器行业的技术壁垒较高,且与主机厂的配套关系紧密,因此市场集中度较高。从采用同步器的 MT/AMT 变速器和 DCT 变速器来看,2019 年至 2021 年国内前十大制造商的产量合计分别为 193 万台和 566万台,占当年总产量的比重分别为 90.25%和 99.09%。
MT/AMT 变速器的发展历史最长,技术应用最为成熟,目前自主品牌占据了国内主要的市场份额,其中上汽变速器、青山工业和万里扬稳居行业前列,2021年的产量合计达到 131 万台,占当年国内 MT/AMT 变速器总产量的比重为61.22%。DCT 变速器目前仍以外资品牌为主,大众变速器长期位居行业第一,但自主品牌增长迅速,前十大企业中青山工业、蜂巢易创、宁波上中下、上汽变速器、比亚迪、一汽变速器等自主品牌产量由 2019 年的 183 万台增长至 2021 年的 299 万台,占当年国内 DCT 变速器总产量的比重由 33.89%提升至 52.36%。其中青山工业自主研发的 DCT 变速器于 2019 年投产,产量迅速增长,于 2021年达到 76 万台,仅次于大众变速器,位居自主品牌制造商第一位。
近年来,随着我国新能源汽车产销量的高速增长,汽车变速器行业面临着新的发展课题。新能源汽车分为混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车,其中混合动力汽车按照传动系统构型,可分为串联式、并联式和混联式;按照电机具体布置的位置,可分为 P0、P1、P2、P3 和 P4 等不同技术路线。目前,串联式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车多采用单级减速器,但是单级减速器存在后程加速疲软、电耗较高等劣势,而多挡变速器的应用能够提升汽车的加速性能、续航能力以及降低充电成本,因此未来随着能耗要求的提升,上述类型的新能源汽车将有望采用多挡变速器;并联式混合动力汽车多采用现有自动变速器直接进行改造的自动变速器或使用电驱动桥;混联式混合动力汽车多采用专用混合动力变速器。总体来看,新能源汽车仍然需要变速器,市场空间依然巨大。
在混合动力汽车领域,从变速器在新能源汽车的适配情况来看,DCT 变速器可适配 3 种技术路线,AT 变速器和 CVT 变速器分别适配 1 种和 2 种技术路线。从适配后的综合性能来看,与 AT 变速器和 CVT 变速器相比,将 DCT 变速器优先运用于混合动力系统存在以下优势:
A、DCT 变速器取消了液力变矩器,同时双离合器的紧凑结构使得变速器体积远小于其他类型变速器,质量更轻,因而使得装配 DCT 变速器的混合动力汽车的质量远小于其他车辆,有助于降低动系总成的复杂度和传动系统的成本。
B、DCT 变速器在停车时可以将发动机与变速器完全分离,从而可以彻底取消发动机怠速,进一步提高整车的燃油经济性。
C、借助于 DCT 变速器的结构特点,无需借助变速器后置电机便可实现换挡无动力中断,可以改善电机工作效率,使得驱动电机在整车上的布置更灵活。
D、在混合动力汽车构型设计和参数匹配时,有时需要牺牲换挡动力性以换取整车燃油经济性,DCT 具有动力性换挡的优势,弥补了此项缺陷。
在纯电动汽车领域,未来采用 4 挡自动变速器能够使得纯电动汽车获得更强的爬坡能力和更长的续航能力。而在各类型专用的多挡变速器结构中,DCT 变速器通过两组离合器各负责两个档位、两个档位共用一组同步器的紧凑结构,被认为是理想的纯电动汽车专用 4 挡自动变速器。
综上所述,DCT 变速器在新能源汽车领域有良好的应用前景,有望随着新能源汽车行业的发展和技术的不断成熟,在自动变速器领域取得更高的市场份额。
从各类型变速器的具体情况来看,AT 变速器、CVT 变速器预计产量均将有所下降,DCT 变速器产量 2022 年预计为 581.1 万台,至 2028 年有望达到 616.4万台。同时,用于混合动力汽车的变速器将由 2022 年的 130.7 万台增长至 2028年的 474.3 万台,用于纯电动汽车的变速器将由 2022 年的 420.1 万台增长至 2028年的 922.9 万台。鉴于 DCT 变速器技术在混合动力汽车变速器和纯电动汽车多挡变速器的良好应用前景,预计未来 DCT 变速器的市场规模有望进一步增长。
汽车零部件行业经过长期的发展,形成了以整车配套市场为主,以主机厂为核心,以零部件供应商为支撑的金字塔形多层级配套供应体系。目前我国汽车零部件行业发展较为成熟,大部分零部件产品已实现较高程度的国产化,因而总体上呈现市场集中度不高、较为分散的竞争格局,但在少量关键零部件领域,由于较高的进入壁垒,仍存在广阔的发展空间。
同步器是作为汽车传动系统核心部件的变速器的重要组成部分。在整车生产的供应链条中,同步器制造企业通常作为二级配套供应商向变速器制造企业供应产品,在主机厂拥有变速器厂时电火花线切割加工,则直接作为一级配套供应商向主机厂供应,因而在汽车零部件的多层级配套供应体系中占有较高的位置。同步器产品的市场竞争格局与我国变速器行业的发展现状有着紧密联系,具有如下特征:
变速器对于同步器总成的产品加工精度、摩擦性能和适配性要求较高,材料的配比技术和加工工艺、与变速器厂商的合作研发情况决定了同步器生产企业能否进入主机厂的配套体系。在整车配套市场,主机厂及变速器制造商一般倾向于和同步器生产企业形成稳定的合作关系,出于对产品质量、交货期等因素的考虑,客户一般不会轻易更换供应商。同步器生产企业若要通过认证需要进行大量的固定资产投资和长期的技术积累,只有生产规模达到一定程度时方可实现盈利,从而形成了较高的市场进入壁垒。同时,变速器作为精密部件,技术密集度较高,生产企业较少,因而导致同步器下游客户较为集中。上述因素导致国内仅有少数企业进入同步器生产制造领域,从而形成了集中度较高的整车配套市场。
从我国汽车产业的发展现状来看,合资品牌汽车的零部件供应体系较为稳定,采用的变速器均为其具有较长合作历史的外资品牌,如采埃孚、爱信、格特拉克等。自主品牌汽车近年来发展迅速,依托技术积累,也逐步建立起了自有的变速器生产能力,形成了包括上汽变速器、青山工业在内的一批国内领先的变速器生产商,但由于品牌信赖度正处于逐步提高阶段,因而目前主要应用于中低端车型,高端车型所采用的变速器仍以外资品牌为主。
在同步器领域,外资品牌变速器企业通常采用贺尔碧格、代傲、舍孚勒等具有较高知名度的跨国企业所生产的同步器产品,自主品牌变速器企业正由发展初期以使用上述跨国企业的同步器产品为主,逐步转变为采用国内产品。因此现阶段跨国企业品牌在国内同步器市场仍占据相对优势地位。
从未来发展趋势来看,一方面自主品牌汽车和自主品牌变速器的市场占比持续提升,为国内同步器生产企业发展创造了良好契机;另一方面,随着国内同步器生产企业的技术能力提高和应用案例的积累,其在自主品牌变速器的应用比例将逐步提高并逐步进入外资品牌变速器的供应体系凯时k66娱乐,进一步蚕食跨国企业的市场份额。因此,未来国产同步器将占据更高的市场份额,国产替代的市场空间广阔。
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