从2009年开始,中国已经连续3年成为世界最大的汽车生产国与销售市场,并且在未来数年很可能继续保持这一称号。在成为世界最大汽车市场的同时,中国汽车工业也来到了一个发展的十字路口。在未来的5~8年,中国汽车工业需要实现从大到强的转变,而动力系统作为汽车系统中技术含量最高的子系统,对于中国汽车工业的发展具有决定性的作用。在发动机技术上实现先进技术的普及、在变速器技术中实现自动变速器技术的应用突破、在新能源汽车领域做好相关的技术与生产能力的储备,将是决定企业未来5~8年竞争能力的关键因素。
“在过去1年左右的时间中,客户向我们提出的咨询需求已经逐渐发生变化,合资与外资企业所重点关心的问题已经从如何了解与适应中国市场的高速增长转变为研究中国市场的发展特点以推出适合中国市场的技术与产品;而国内自主品牌企业关心的也从如何跟随与仿效国外先进技术转变为如何根据自身的特色制定自己的技术发展战略。”在接受记者采访时,IHS汽车事业部动力系统预测副总监黄方庆先生表示。
从发动机技术、变速器技术和新能源汽车的角度,本刊记者与黄方庆先生进行了深入探讨,以期为中国汽车工业动力系统在未来5~8年的发展提供一些有益参考。
发动机技术
发动机被称为汽车的“心脏”,自从卡尔.弗里德里希.本茨发明世界第一辆汽车开始,发动机技术就是汽车中最核心的技术。
中国汽车工业在经过多年学习、引进、吸收之后,在汽油发动机领域,已经基本赶上了世界发动机技术的发展趋势(见图1)。从升功率角度看(应用于GVW<6t的汽油发动机),2007年中国与世界平均水平的差距约为5年,到2011年差距已经缩小到2年。随着相关油耗法规的进一步严格,未来3~5年中国发动机的技术水平与性能指标将进一步提升,并达到世界平均水平。另一方面,更加严格的排放法规的实施,对于发动机技术的提升也提出了更高的要求,未来的汽油发动机需要在燃烧效率和排放控制之间达到平衡,并同时提高这两方面的技术水平。现有的增压技术、进气控制技术、分层与稀薄燃烧技术能够帮助发动机进一步提高效率,但是在排放技术方面还需要进一步提高。
总体而言,现有汽油发动机技术通过一百多年的发展,已经达到了相当成熟的技术水平,未来5~8年技术的发展方向更多是通过规模效应和降低成本来实现技术的普及。
图1 在汽油发动机领域,从升功率的角度来看,中国已接近世界平均技术水平
变速器技术
与发动机技术的发展趋势相比较,变速器技术,尤其是AT自动变速器技术将是未来5~8年重点的发展方向(见图2)。由于非专业驾驶者的增加、路况复杂程度的日趋严重以及交通拥堵问题的凸显,中国市场对于自动变速器的需求将保持快速增长。根据IHS的预测,到2015年AT自动变速器的市场份额将超过MT手动变速器。
在AT自动变速器方面,中国市场作为一个开放的市场,北美、欧洲和日韩等整车企业主导的不同技术方案将在中国展开充分地竞争。技术成熟、市场份额最大的行星齿轮变速器将保持一定的优势,尤其在中高端和大排量发动机将主要采用行星齿轮自动变速器。AMT自动变速器由于其在驾乘舒适性方面的缺陷,在乘用车领域的市场将会非常有限,但是在商用车和微型车领域,其成本低廉、结构简单且易于维修的特点就具有很强的吸引力。随着国内商用车和微型车技术的升级,AMT自动变速器在该领域将有极大的发展空间。
CVT无级变速器技术通过十多年的发展已经成熟,并且在日本市场已有良好的应用,尤其是在小型车方面,其油耗较低与换挡平稳的优点得到了充分认可,该技术未来重点发展的方向在于提高转矩、开发链式的CVT变速器,以及在混合动力系统中的应用。但是,CVT无级变速器未来5~8年的发展将更多地受到商务模式的制约,而不是技术的问题。CVT无级变速器技术主要被一些日本企业控制,相对保守的市场策略使CVT无级变速器主要应用于部分日系车企,而在国内主流的德系、美系和本土自主品牌的应用非常有限,而有限的市场应用很难积累起消费者对于该技术的认识与喜好。因此,如果继续维持这一状况,CVT无级变速器在国内的市场推广就会遇到瓶颈,未来只能是在一个相对特定的市场中获得应用,且市场份额也将面临其他自动变速器技术的挑战。
DCT双离合器变速器被认为是一颗冉冉升起的明星,不论是力推该技术的大众汽车,还是受困于传统变速器技术而不得不转向DCT双离合器变速器开发的国内自主品牌企业,都将该技术作为未来中国自动变速器技术发展的重要方向。虽然最近DCT自动变速器在国内发生了一些技术问题,但是这都属于发展中的问题,通过技术改进是可以逐步解决的,DCT双离合器变速器技术的最大潜力在于其巨大的市场空间。大众汽车拥有国内份额最大的合资汽车企业。以上汽集团和一汽集团为代表的国内自主品牌企业缺少自动变速器技术,因此将DCT双离合器技术作为重点推动的自动变速器技术。这就保证了DCT双离合器在未来相当长的一段时间不需要担心市场的需求,而只需要把重点集中在技术问题的解决上。另一方面,在中国市场的大量使用,会为DCT双离合器变速器积累大量的实证性技术参数和应用经验,为其将来在全球市场的推广提供宝贵的应用经验。我们可以设想,当大众汽车在国内的DCT双离合器变速器的应用积累到足够的数量,并充分解决了相应的技术问题,那么大众汽车必然会将这些宝贵的经验应用于偏好手动变速器的欧洲市场;同时,国内自主品牌汽车在完成DCT双离合变速器在国产车型的应用后,也必然在其出口车型中应用该技术以提高产品竞争力。这样就实现了DCT双离合技术一个完整的开发推广过程:首先在欧洲完成开发,然后在中国实现应用,最后在全球推广普及。因此,我们预计经过3~5年在中国市场的应用并获得成熟后,DCT双离合器技术在将从中国走向世界。
图2 AT自动变速器技术将是未来5~8年的重点发展方向,IHS预测到2015年AT自动变速器的市场份额将超过MT手动变速器
新能源汽车
未来汽车技术的另一个主要发展方向是在新能源汽车中的应用。推动新能源汽车,尤其是电动汽车发展的主要因素是节能减排,根据国家《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》,到2015年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量将超过50万辆;到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达到200万辆、累计产销量超过500万辆。这一规划在诸多电动汽车领域的专家看来是一个非常具有挑战性的目标,但是与预计2020年全国机动车保有量2亿辆相比较只有不到3%。即使完全不使用化石燃料,其对于节能减排的帮助也是非常有限的。另一方面,中国电能的来源主要是燃煤发电,这就决定了电动汽车的使用并不能有效地降低CO2等温室气体和PM2.5等污染物的排放。那么,中国政府积极推动电动汽车的发展更多的是一个引导全社会注重节能减排、关注环境保护的观念,并培育国内汽车产业在新一轮的节能环保产品的研发、生产和销售过程中的全球竞争能力。基于这样的一个规划方向,在基础设施领域将配套建设超过40万个充电桩与2000个充电站;在上游配套领域,电池、电动机、电控系统的研发就有了实际需要的保障;在下游消费者方面,销售体系和售后维修网络就有了建设的基础。这一系列的配套系统的完善是电动汽车未来
5~8年获得发展的基本保障。
纵观国际上各汽车工业发达国家,可能只有中国才能在中央政府的强力推动之下,实现着一个涉及全社会各方面利益的巨大工程,这可能是电动汽车技术在中国率先获得普及的主要原因。但是从短期看,电动汽车受到技术和原材料供应的限制,还不可能在未来3~5年获得实质性的发展,也不可能对于传统内燃机车辆产生颠覆性的影响。因此,电动汽车的发展需要扬长避短,不要在综合性能上与传统内燃发动机车进行比较,而是要充分发挥电动汽车的特点,例如解决R+P城市交通方案中最后5km的交通瓶颈,或者在固定路线上运行的城市公交车的电动化,这样就可以有效规避充电时间长和电池能量密度低等不利因素,推动电动汽车在这些特定应用场合的应用,实现新能源汽车的普及。国内已经在该方面进行了很多有价值的探索,相信在未来5~8年会形成新能源汽车应用的成功范例,并推动新能源汽车应用的进一步普及。
总结
总体而言,在未来的5~8年,中国汽车工业需要实现从大到强的转变,而动力系统作为汽车系统中技术含量最高的子系统,对于中国汽车工业的发展具有决定性的作用。国内汽车企业正在从单纯注重数量的增加逐步转向重视质量与技术的提升,努力提升其在动力系统中的能力。
毫无疑问,在发动机技术上实现先进技术的普及、在变速器技术中实现自动变速器技术的应用突破、在新能源汽车领域做好相关的技术与生产能力的储备,将是决定汽车企业未来5~8年竞争能力的关键因素。
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