DHT变速箱技术行业分析与产业化突围

360影视 欧美动漫 2025-03-21 14:08 2

摘要:自2021年起,我国汽车消费潜力不断释放,到2024年,乘用车销售量为2289万辆,其中新能源销售为1090万辆,同比增长40.7%,渗透率提升至47.6%。插电混动(PHEV)和增程式电动车(EREV)表现突出,分别同比增长90%和83%,而纯电动车(BEV

自2021年起,我国汽车消费潜力不断释放,到2024年,乘用车销售量为2289万辆,其中新能源销售为1090万辆,同比增长40.7%,渗透率提升至47.6%。插电混动(PHEV)和增程式电动车(EREV)表现突出,分别同比增长90%和83%,而纯电动车(BEV)增速相对放缓(27%)。

混动汽车与DHT变速箱行业概述

(一)混动汽车的分类

混合动力车辆(简写为HV或者HEV),泛指使用两种以上的能源产生动能驱动的车辆,而驱动系统可以有一套或多套,常用的能量来源有:化石燃料(汽油、柴油、液化石油气等)、电池、燃料电池等。

插电式混合动力车(简写为PHEV),简称插电混动车或插混车,是混合动力车辆的一个常见形式。与一般混合动力车辆比较,PHEV的特征在于其充电电池除了可由车辆上的内燃机所驱动的发电机充电外,也可以使用外部电源充电。在中国,满足补贴标准的PHEV,其纯电续航里程要至少达到50km以上。

增程式电动车(简写为EREV),属于混合动力汽车的一种,原理为用发动机进行发电,电动机进行驱动的车辆。当电池组电量充足时采用纯电动模式行驶,而当电量不足时,车内发动机启动,带动发电机为动力电池充电。EREV在国内目前划归为PHEV大类,管理方法与享受的政策基本相同。

(二)DHT混动变速箱概述

DHT(Dedicated Hybrid Transmission),中文意思是专用混合动力变速箱,这是一种高集成、高效能、多模油电混动系统,DHT采用双电机混联混动技术,能够实现全速域、全场景下高效能与高性能的平衡。

因为DHT混动有两套驱动系统,即纯电动模式的电能驱动系统+传统燃油驱动系统。这两个系统都可以直接驱动车轮,所以能实现串、并联和纯电EV等多种混动形式。

1、DHT混动变速箱工作原理

DHT混动变速箱通过高度集成电机、发动机和变速器等关键组件,构建出一个高效且紧凑的DHT混合动力总成。目前,这一技术已广泛应用于各类混动车型中,其中,长城、奇瑞和吉利等自主品牌均已采用DHT混动技术,为消费者提供更加环保、高效的汽车选择。

DHT混动技术中,发动机与差速器之间会配备一台拥有2~3个挡位的变速箱。发动机通过轴心与发电机相连,同时,又通过离合器与变速箱相接。变速箱的输出轴与差速器紧密相连,而驱动电机则直接与车轮相接,共同构成一个高效且紧凑的混动系统。

2、DHT混动变速箱四种工作模式

DHT混动技术提供了四种不同的工作模式以满足不同的驾驶需求。这些模式包括:

纯电模式:在此模式下,车辆完全由电机驱动,电力来源于电池包,实现零排放驾驶。

串联模式:发动机驱动发电机产生电能,进而驱动电机运转,从而推动车辆前进。

并联模式:发动机的动力通过变速箱传递到差速器,差速器将发动机动力与电机动力进行混合,然后分配给各个车轮,实现混合动力驱动。

发动机直驱模式:当车辆在中高速行驶(时速超过40公里)时,发动机处于高效工作区间,因此直接驱动车辆,此时电机和发电机不参与工作。

(三)中国DHT产业链解析

中国汽车变速箱产业链上游为原材料及零部件供应商,中游为汽车变速箱制造商,下游是以比亚迪、奇瑞等整车制造商。

产业链上游可分为原材料供应商以及变速箱核心零部件供应商,其中,核心零部件行业包括齿轮、轴承、液压控制系统、差速器、减速器、同步器、壳体以及电子元件等,供应商毛利率约20%~30%,议价能力较强。而原材料供应价格易受到市场波动,整体毛利率处于产业链中间水平,约为10%~15%

产业链中游为汽车变速箱制造商,市场上演绎“三足鼎立”的局面,即背景为主机厂的自主DHT品牌、中国独立第三方自主品牌、国外DHT品牌,未来将持续看好中国独立第三方自主品牌,因为DHT技术壁垒较高,即使面临主机厂这样的大B端,整体议价能力尚可,大规模制造毛利约为15%-20%。

产业链下游为汽车整车制造行业与汽车维修服务行业,下游整车厂作为客户端,具备最大议价与毛利空间,而维修服务行业附加值最低,其议价能力及利润空间都比较有限。

(四)混动汽车行业底层逻辑正在变化

插电混动车型作为车企电动化的一条技术路线,曾在过去几年中备受争议,但DHT技术改变了PHEV的趋势,有望助混动快速放量。

之前产业界主流看法认为,插电混动技术只是一个过渡性技术,其市场定位相对尴尬。2020年之前,欧美主流车企的插电混动车型基本是以“碳排放合规”为导向,无论是P0架构的48V技术还是P2架构的并联架构,都无法真正获得消费者青睐。

根据数据,2020年中国乘用车市场,PHEV渗透率仅为0.93%,在全部电动车销量中占比16.2%,且主要以一、二线城市的“路权需求”为主,消费者购买插电混动车型的核心需求有两种:1)牌照和路权的需求;2)省油的需求,特别是不插电时的馈电油耗。

同时,在2021年比亚迪DM-i面世之前,插电混动车型的成本和售价往往要比同等燃油车型高5万以上,而其馈电油耗又很难明显超过同等尺寸的燃油车。由于很多PHEV的消费者充电频率低,多数插电混动车型在此前无法给消费者带来经济层面的实惠,因此几乎只有对牌照有刚性需求的消费者才会考虑购买PHEV。

随着DHT技术的浪潮来袭,PHEV过去的尴尬处境正在迅速实现改善,有望在销量上实现爆发式增长。

DHT变速箱市场概述及应用

(一)DHT变速箱行业发展状况分析

国内新能源汽车由于发展历程较短,目前主流生产厂商的主要精力和资源仍集中于电池、电机、电控等领域,对变速装置的关注度较低,国内新能源汽车特别是纯电动汽车在未来一段时间内仍将主要采用单级减速器作为变速装置。

但由于新能源汽车电机的高效率区较广,减小电机功率、增加变速装置挡位数量是增加新能源汽车续航里程的有效办法,因此从未来发展预期来看,采用专用混动变速器及多挡变速器有望成为新能源汽车的重要方向。2017 年至2021 年,我国专用混动变速器搭载量从16 万台增长至81 万台,年均复合增长率为50%,预计2028年将增长至474.3 万台,较2021 年增长485.6%。

2021—2028年中国DHT变速器产量及预测(万台)

(二)行业的市场竞争格局

我国DHT变速器行业呈现背景为主机厂的自主DHT品牌、中国独立第三方自主品牌、国外DHT品牌“三足鼎立”的竞争格局。

其中,国内主机厂自供的自主品牌由于绑定头部车企,销量有保证目前在市场上占比较高;

中国独立第三方自主品牌起步较晚,发展时间较短,但是发展速度较快。自主品牌通过不断突破技术难题、提升成本优势,目前在市场上已经具备一定实力与影响力,例如安徽坤泰可实现DHT年产20万台,几十道工序全部实现自动化智能生产,平均79秒就能下线一台DHT,2025年还将迎来产值的较大增长。

国外变速器品牌发展历史悠久、经验丰富,具备雄厚的技术实力、规模优势以及深远的品牌影响力,但成本较高、市场响应能力不足。

(三)DHT技术红利大潮来临,五年十倍大市场

随着比亚迪等车企技术的突围,2021年国内PHEV零售销量达到41.8万辆,市场份额达到2.1%,较2020年提升150%。

与过去PHEV主要销售在一、二线等限行限牌城市不同,PHEV已经呈现出加速替代燃油车的迹象,2022年1-5月,三四五线城市的PHEV占比分别达到了18%、17%、16%,相较于2020年提升明显+5%、+7%s、+9%。

DHT插电混为电动化路径提供了另一种可能性,在乐观预期下有可能推动2025年的整体电动化比例提升至接近70%。预计中国乘用车市场的PHEV的销售占比有望从2021年的2.1%提升至2025年的24%,混动车型渗透率也有望从2021年的5.5%提升至2025年的18%。DHT技术的普及将有望催生出又一个五年十倍的市场。

(四)DHT变速箱应用领域分析

1、DHT变速箱在乘用车领域的应用

DHT变速箱在乘用车领域的应用日益广泛,尤其是在中高端车型中。这种变速箱以其平顺的换挡体验、高效的燃油经济性和良好的驾驶性能,受到消费者的青睐。例如,丰田的CVT-DHS系统结合了CVT和DHT的优点,为混动车型提供了出色的动力输出和平顺性。

在欧洲市场,DHT变速箱在高端乘用车中的应用尤为突出。德国大众汽车集团旗下的奥迪、保时捷和斯柯达等品牌,都推出了搭载DHT变速箱的车型。这些车型通常配备高性能发动机和先进的驾驶辅助系统,DHT变速箱的加入使得驾驶体验更加流畅,同时满足了严格的排放标准。

在中国市场,随着消费者对高品质汽车需求的增加,DHT变速箱在乘用车领域的应用也在不断扩大。众多国内汽车制造商,如吉利汽车、长城汽车和比亚迪等,都在其高端车型中采用了DHT变速箱。这些车型不仅在国内市场取得了良好的销售业绩,还出口到海外市场,提升了我国汽车品牌的国际竞争力。DHT变速箱的应用,使得这些车型在市场上具备了更高的性价比和竞争力。

2、DHT变速箱在商用车领域的应用

DHT变速箱在商用车领域的应用近年来呈现快速增长趋势,特别是在重型卡车、客车和轻型商用车中。这种变速箱因其高效的传动性能、低油耗和良好的适应性,成为商用车制造商的首选。

以重型卡车为例,DHT变速箱的应用显著提升了车辆的运输效率和燃油经济性。以美国某知名重型卡车制造商为例,其推出的搭载DHT变速箱的重型卡车在2023年的销量猛增,主要得益于DHT变速箱在提高燃油效率方面的优势。

在客车领域,DHT变速箱的应用同样取得了显著成效。例如,车辆的加速性能和爬坡能力得到了显著提升。此外,DHT变速箱的平顺换挡特性,也提高了乘客的乘坐舒适度。随着全球商用车市场的不断扩大,DHT变速箱在商用车领域的应用前景将进一步拓展。

3、DHT变速箱在其他领域的应用

除了在乘用车和商用车领域的广泛应用外,DHT变速箱在其他领域也展现出其独特的应用价值。在农业机械领域,DHT变速箱因其可靠性和适应性,被广泛应用于拖拉机、收割机等重型农业机械中。

在船舶动力系统领域,DHT变速箱的应用也逐渐增多。DHT变速箱能够提供平稳的动力输出和高效的传动效率,这对于船舶的稳定性和燃油经济性至关重要。

在工程机械领域,DHT变速箱的应用同样受到重视。在挖掘机、推土机等重型工程机械中,DHT变速箱能够提供强大的扭矩输出和稳定的动力性能,这对于提高工作效率和降低维护成本具有重要意义。随着技术的不断进步和市场需求的增长,DHT变速箱在其他领域的应用将更加广泛。

2挡DHT变速箱技术的优势

作为目前主流的混动/插混技术之一,串并联结构(DHT)已经被很多品牌所使用。为了满足不同的车型定位和使用需求,各大品牌开始在串并联的基础上推出多挡方案,比如长城的2DHT,吉利的3DHT,以及东风的4挡DHT等等,各家关于DHT挡位多少的争论也从未停止。

不过,随着本田发布第四代i-MMD混动,以及4月份别克推出GL8插混版后,2挡DHT方案似乎得到了国际大厂的认可。

(一)2挡DHT变速箱的优势

1、性能稳定、载重更大

在汽车行业竞争加剧及降本压力驱动下,动力总成平台化战略已成为主流车企的共性选择,比如本田此前下到缤智,上到冠道,都采用了1.5T发动机作为动力;而大众的2.0T发动机甚至应用在了大众、斯柯达、奥迪、保时捷等各种品牌中。当前插电混动领域同样呈现出该趋势,但不同车型的物理参数差异与性能需求分化,对统一动力系统的适配性提出严峻考验,所以把相同的发动机和DHT变速箱应用在不同车型上就可能出现各种问题。

虽然串联模式的驾驶感受跟电动车一样平顺,动力响应也非常快,但是这种工作模式存在一个弊端,那就是在车辆负荷较大的爬坡牵引工况下慢速行驶,发电机需要保持高功率运转,而电机又不像发动机那样耐热,所以在发电量很大时,发电机容易出现热保护,从而导致车辆动力受限。这也是为什么有些插混车在高原爬坡阶段动力不足,甚至需要停车掀开机盖散热。

2、加速快,油耗低

对于单挡DHT变速箱来说,1挡齿比设定较大,虽然可以让发动机在更低的车速下介入驱动车轮,提高加速性能,但在高速行驶时发动机的转速必然很高,就像8AT锁在4挡跑高速,不仅费油、噪声大,而且在发动机直驱模式下车辆的极速也会受限。而1挡齿比设定较小,比如设计成8AT的8挡,发动机尽管能在较高车速下保持直驱,但是前段加速、爬坡性能又会受到影响。不难看出,单挡DHT在加速、油耗、极速这三者之间难以做到兼顾。

在大家最关心的油耗方面,2挡DHT在负荷较大、车速不高的工况下,发动机可以直接驱动车轮。而类似的工况,单挡DHT的发动机依然只能发电,多次能量转换产生的损失相对较大,所以单挡DHT在低速高负荷工况的油耗要高于2挡DHT。不过在WLTC和CLTC循环中,低速高负荷工况的占比并不多,所以按照WLTC或者CTLC工况测试,2挡DHT的油耗只是比单挡略低一些。

对电池的依赖度更小

单挡DHT的1挡是为了让车辆在中高速巡航时,直接采用发动机直驱模式降低油耗,所以齿比不会设计得太大。这也意味着在车速相对较低的工况下,电机承担了驱动车轮的重任。在普通插混车型上,发电机和发动机功率都比驱动电机小,所以就需要动力电池拥有较大的放电功率或者容量,来保证驱动电机获得充足的电能。

而采用2挡DHT变速箱后,由于1挡可以让发动机在更低的车速下直接驱动车轮,驱动电机此时可以减少甚至不输出动力,所以电池的放电功率或容量需求也降低了。也就是说,2挡DHT可以把电池电量、性能对动力的影响降至较低的水平,满电和亏电状态下动力性能都不会有太大的落差。

总结

DHT变速箱是混动技术电气化转型的核心载体,其发展历程体现了从“油改混”到专用化、多档化的技术跃迁。未来,随着智能化与高压化突破,DHT将在高端混动市场持续领跑,但需应对增程技术分流与成本优化挑战。中国企业凭借快速迭代能力,有望在全球混动供应链中占据主导地位。

来源:万创投行

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