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为什么说全面电动化是中国传统车桥厂的唯一生路?

文章来源:http://www.lyjztjx.com 发布时间:2019-10-06 浏览次数:6

为什么说全面电动化是中国传统车桥厂的唯一生路?

 NO.0169 驱动视界 2018-04-14

汽车零部件当中,车桥起着传动、承载,和制动的关键作用, 是汽车构造重要的组成部分。

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随着新能源汽车的快速发展,业内共识,未来车桥将朝着轻量化、智能化、终生免维护等几个方向发展。

而新能源汽车车桥,最有可能是一个新的爆发点,同时也将是中国车桥企业决胜全球的一大利器。在全球化的今天,国际车桥企业纷纷视中国为最大市场,而国内车桥企业,也开始布局海外市场。这当中,各方拼的不仅是技术、实力、产能,还要竞争产品线布局。 

1、全球知名车桥企业

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纵观当今车桥企业,国际上有德纳、美驰、AAM等品牌,国内以东风、一汽、重汽和陕西汉德等企业为龙头。  

美国车桥制造国际控股有限公司(AAM)是全球先进的汽车动力传动、驱动和底盘系统及其零部件和金属成型产品制造商。

2007年 5月, AAM在华首家工厂在常熟开业。2011年11月,AAM向江淮汽车全资子公司合肥车桥有限责任公司增资,拥有合肥车桥100%的轻型商用车桥业务。 

美国德纳公司是世界最大汽车零部件企业之一,2005年与东风汽车通过股权转让的形式在原东风车桥公司基础上合资组建东风德纳车桥公司。东风德纳车桥产品覆盖重、中、轻全系列商用车车桥。   

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Meritor(美驰)是一家有百余年历史的汽车零部件公司,1996年7月,与徐州工程机械集团有限公司共同投资组建徐州美驰车桥,主要生产工程机械车桥、商用车桥和制动器。  

2、国内车桥主要企业   

与国际相比,目前国内规模较大、实力较强的车桥企业大多是大型车企所属的内部车桥厂,包括一汽(包括一汽解放车桥和一汽山东改装)、重汽(重汽桥箱),以及通过股改或合资的东风德纳和陕西汉德。   

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既往资料显示,这四家企业就车桥资源而言,陕汽、重汽的内制自配率达到100%;东风商用车的自配率接近90%;一汽内制加控股配套占比超八成。

此外,国内还有广西方盛、中联重科车桥、青岛青特众力、安凯曙光车桥等车桥企业。   

这些车桥企业当中,东风和一汽均以日产柴为基础,东风吸收德纳车桥技术,目前已经具有很强的适应性自主开发能力;重汽和陕汽早期是一家的时候,曾经引进奥地利斯太尔技术,后来又各自与德国曼合作,目前均已形成较强自主开发能力。

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其他企业,或引进技术、或仿制技术,或通过资本合作,均呈现不断成长壮大的发展趋势。   

在2008年到2012年,受国际金融危机影响,国内车企及车桥企业的市场发生较大波动,尤其是2012年前后的低谷阶段,是对整个行业的一次大规模的考验。在这个过程中,一批优秀车桥企业脱颖而出。   

从2016年至今,车桥市场需求爆发式增长,产品供不应求。

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3、国内电驱动桥概况

  • 比亚迪

比亚迪创造性的将驱动电机、四档自动变速器和驱动桥有机的结合在一起,组成全球首创的电动集成桥总成,集成桥结构紧凑,节省空间,利于电池包的布置;传动链短,传动效率高,提高了车辆经济性;有效降低驱动、传动系统重量,有利于车辆轻量化。

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比亚迪自主研发的单电机集成桥,电机直接安装在驱动桥前,提高了传动效率,一方面降低了制造成本,另一方面也提高了动力性和经济性。电机最大输出功率150千瓦(204马力),最大扭矩550牛米。

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轮边电机集成减速的驱动系统的后轮驱动设定。这样的好处则是将电动机与减速器融入到驱动桥上,采用刚性连接、减少高压电器数量和动力传输线路长度。

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优化后的驱动系统可降低车身高度、提高承载量、提升有效空间,增加公交运营性价比。但是不足的是轮边减速系统的可靠性,电动机小型化需要大量的研发投入,技术提升成本更高。

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从目前得到的信息来看,采用这一电驱动技术的K9大巴出口欧洲数个国家并在美国建厂。

K9的轮边电机与减速器的横截面特写:可看到减速器齿轮以及轮毂内部的轴承。

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  • 汉德电驱动桥

汉德全新一代纯电动专用车桥——HDE5t中央电机集成驱动桥,是行业首款量产的中央电机集成车桥,以集成化设计,体积小、重量轻;车桥自成动力总成,便于整车布置;正反转扭矩相同,有利于能量回收等优点,适用6~8米纯电动客车。

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值得一提的是为应对新能源趋势开发的六款电动车桥产品代表着全球的技术潮流,准备着迎接新旧动能转换革命的新挑战。

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▲汉德新能源双边电机驱动桥

汉德新能源电动车桥具备亮点:

  • 一是采用集成化设计。将电机与车桥深度集成为一体,大幅减轻了桥总成的重量,降低整车的能源消耗;

  • 二是提升整车空间。电动车桥的集成化设计不仅是结构的创新,其自成动力总成系统简化了整车底盘设计,节省了底盘空间;

  • 三是噪音低。汉德公司从产品设计、零件制造和整桥装配等环节入手,实现电动车桥的噪音低于传统方案5dB以上;

  • 四是寿命长。通过深入开展电动车桥的研发与试制,桥总成B10寿命已超过120万公里;

  • 五是100%反拖力矩。通过有效改进产品设计,优化齿轮的设计标准,使车桥正反向可承受相同的扭矩,实现了100%反拖力矩,大幅提升电动车桥能量的回收率,从而提高整车的续航里程;

  • 六是轮边免维护。轮边采用免维护轴承技术,无需保养,大幅节省轮边的保养时间和费用。

  • 东风德纳EP-Axle6电驱动桥

近期,中国质量检验协会团体会员单位东风德纳车桥有限公司首辆电驱桥EP-Axle6交付客户并成功装车,此举标志着EP-Axle6电驱桥正式投放市场。

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因电驱桥良好的环保性能及广阔的市场前景,东风德纳车桥早在2015年就着手成立技术组,专门研发电驱桥。在一年多的时间里,先后研发出了EP-Axle8和EP-Axle6纯电动驱动桥。

此类产品机械差速、驱动平稳、动力强劲、性能可靠,其中EP-Axle6是6米纯电动客车、GVW4.5吨纯电动城市物流车的理想标配。

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通过在纯电动车桥上的潜心研发,东风德纳车桥率先推出国内首款电机中央集成纯电动车桥EP-Axle6。

技术迭代,方能始终领先,EP-Axle6的成功装车是东风德纳车桥技术创新的又一大成果。东风德纳车桥坚信EP-Axle6势必能经受住市场的检验,真正成为助推新能源车“换挡提速”的利器。

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4、国外电驱动桥的应用情况

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戴姆勒奔驰Actros电驱动卡车

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▲ZF供货的奔驰卡车电驱动桥

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▲ZF客车电驱动桥

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▲特斯拉卡车电驱动桥

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▲特斯拉卡车电驱动桥

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▲美国Axletech电驱动桥

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美国Axletech电驱动轮边

除了重卡,博世、博格华纳、采埃孚等零部件巨头均已经争先抢夺电驱动桥市场,并推出具有高度集成化、小型轻量化、平台化设计等优势的产品。

综合来看,博世、博格华纳等国际零部件巨头推出的电驱动桥产品,均具备高度集成化、成本更低、体积更小、效率更高、能耗更低、适用性强等诸多优势。

尽管大多数企业的电驱动桥方案还未实现大规模运用,但是以博格华纳、GKN为代表的部分企业已经实现了多款车型的成功规模化应用,而博世的电驱动桥也将在2019年实现量产。

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据了解,博世推出的电驱动桥eAxle产品可实现输出功率50KW到300KW、扭矩从1000NM到6000NM的不同变型产品,覆盖混合动力与纯电动车型对电驱动桥的不同需求。

GKN、博格华纳等企业的电驱动桥产品也已经得到了成功应用。据资料显示,博格华纳的电驱动桥产品最早亮相于2008年,可以匹配不同电机产品及提高续航里程。最初,博格华纳的电驱动桥仅限量供应特斯拉,并被特斯拉买断,但目前已经为北汽新能源、吉利汽车等企业供货。

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5、电驱动桥集成化重要解决方案

在电机电控集成化趋势下,包括博世、博格华纳在内的不少国际零部件巨头将原来独立的电机系统、变速器及功率电子模块等集成到一个外壳中,形成一个更加高度集成化的电驱动桥产品,使得整个电驱动总成系统的成本更低、体积更小、效率更高等。

电机系统直接驱动模式有着效率低、功耗高等劣势,中国地形地貌丰富多样,决定了电动汽车需要跟传统车一样,依然使用变速器等进行动力传递。未来,电机+电控+变速器”等一体化发展才是主流趋势。

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多位业内人士表示,未来2-3年内,随着补贴的不断退坡及技术的提升,电驱动桥产品有望迎来迅速上量期,且单品价值量大,市场空间广阔。

6、国内企业还有多大差距?

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尽管“电机+电控+变速器”等高度集成化的电驱动桥产品并不是新技术,但是国内还较少企业可以做到,主要是国内大部分企业难以掌握一整套动力总成系统技术。很少企业既懂电子,又懂得电机系统制造。国内要推出媲美国际零部件企业的电驱动桥产品,还需要企业达成联盟来完成。

除此之外,目前新能源汽车电机及电控所需转速轴承、耐电晕电磁线材料、绝缘材料、高性能硅钢片等高度依赖进口,在技术上存在一定的壁垒。

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据了解,目前包括精进电动、安徽巨一动力在内的大多数电机企业也在研发“电机+电控+变速器”一体化的驱动系统产品。不过,变速器合成后或产生振动等未知风险,这还需要不断地试验调试,以达到整车的高度匹配。

总体来看,由于电驱动桥产品涉及到的技术范围较广,且对技术要求较高,国内电机电控企业目前尚难以推出高度集成化的电驱动桥产品。

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7、为什么说全面电动化是中国传统车桥企业突围的必由之路?

传统车桥本质上是一种机械产品,并且是一种并不怎么精密的机械产品,不要说斯太尔桥,就是奔驰重卡后桥,国内现在仿制的产品在品质上与原装桥并没有代差;就是说传统车桥在技术上并不存在不可逾越的壁垒。

并且传统车桥作为一种机械产品,其利润率是很低的,小编目测不会超过5-10%,基本处于挣辛苦钱的范畴。

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但是在电驱动桥时代,由于集成了电机和电控部分,难度系数可以说是呈几何级增加;并且传统车桥厂并没有电机和电控方面的人才,这也导致传统车桥厂向全面电动化转型异常艰难。

正是由于难度系数增加了,门槛高了,能做的少了,利润率也会随之大幅提升;更严重的后果是后进入者想要追赶就愈加艰难,跨行业的领域合作导致技术壁垒森严。

那些掉队者很难再有东山再起的机会。

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对于一些体量比较大的传统车桥厂,尚且有资源进行电动化的投入和布局;而一些规模不大或者经营不佳的车桥厂,在看不到电动重卡批量应用的前景下,很难下定决心和大把资金进行电驱动桥的研发,这又会导致强者愈强。

对于传统车桥厂的技术工程师来说,熟悉拥有数百个零件的车桥总成至少需要3-5年时间,如果对设计开发或者工艺制造稍有研究,总要7-8年的时间,才算是一个颇有经验的车桥工程师;但是这些工程师都是机械专业出身,工作七八年之后已经三十多岁,再去从头学习电气知识有多少人能做到?

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而电机和电控专业背景的工程师,再从头去学习车桥知识也不可能。

未来传统车桥厂作为一种纯机械行业部门存在的可能性不能说没有,但是电控+电机+车桥的三合一集成却是未来的发展方向。目前国外集成度略高,国内也有一些企业在做集成工作。

在重卡车桥这一块,前段时间德纳收购了吉凯恩,传动+电控,可以说是强强联合,进一步挤压了其他商用车企业的生存空间。

电控、电机和车桥三大件中,车桥属于重资产的传统制造业,无论从技术复杂度还是企业规模和体量,最小的是电机,电机企业上不能兼并电控,下不能整合车桥,当然不排除个别电机巨头的战略动作;相比于车桥企业,电控企业的资金和技术都更密集,电控兼并车桥属于降维打击,这在未来三合一电驱战场上是大概率事件;而车桥企业若想收购、兼并或者控股电控企业,属于仰攻,难度巨大。

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留给传统车桥厂的路,可能就是兼并一些规模不大的电机企业,先做二合一集成:比亚迪和东风德纳的中央电驱桥、汉德的轮边电驱桥都属于二合一,即传动+电机,目前还没有看到国内车桥厂集成电控的。

车桥企业集成电机初步实现电气化,起码要赶上这波潮流,算是拿到电动化的入场券,要始终坐在牌桌上才能继续玩下去;与车桥和电机是属于传统制造业不同,电控的核心是半导体和软件,尤其是晶圆制造乃至于光刻机采购和生产,已经属于国家级战略装备了,这一领域无论是电机还是传动都是无法企及的;所以最有可能的局面,就是传动联合电机成为一方势力,而电控或者整车成为另一方巨头,谁也压不倒谁,最终平分天下。

电动化是风口,而传统车桥厂不是,不会得到资本的青睐。一个年产5万台套的全新的重卡车桥厂总投资也不过10个亿,与互联网造车动辄百亿的投入相比真的算不上什么大钱,所以在汹涌的资本面前,传统车桥企业究竟还有多少时间和选择?

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