自动变速器行业深度报告：渗透提升，自动变行业直面爆发.pdf

请务必阅读正文之后的免责条款部分 1 / 27 行业 研究 |可选消费 |汽车与 汽车零部件 证券研究报告 汽车与 汽车零部件 行业 研究 报告 2019 年 1 月 11 日 自动 变速器行业深度报告 推荐 |首次 渗透提升， 自动变 行业直面爆发 报告要点： 海外变速器上演三国演义，国内偏重于 DCT，新能源变速器将多级化 DCT 在结构上较 CVT 具有更高的传动性能，较 AT 有更好的燃油经济性。海外市场将依旧被 AT、 DCT 以及 CVT 三分天下； 而 我国 技术创新路径选择了重点发展 DCT。 其中， DCT 在混动车型的配置上也不受限于 P2 方向，而可以开拓 P2.5 以及 P3 的发展路线，长期来看更具有战略意义。纯电动车仅配备单级减速器的缺陷逐步暴露，未来配备二级减速器将更加有助于电机效率提升，增加行驶里程。 从 2018 年各类型变速器的结构占比看， AT 车型销量未出现明显变化， CVT由于本身所具备的结构缺性陷甚至出现了小幅度的下滑；而 DCT 渗透率一再提升， 2018 年 H1 渗透达到 19.5%，同比增速高达 22.12%。 道路拥堵、消费升级等因素推动自主品牌 未来三年 自动变增速高达 20% 自动变速器受到消费升级以及城市道路拥堵催化，使得自动变速器下探至 8 万元区间自主品牌车型。我国目前自动变速器车型占比仅 63%，自主品牌自动变配套率仅 35%，远低于欧美发达国家 90%的渗透率；而 1 万元左右的手动挡与自动挡价差将使得自动变速器更具竞争力。预计我国未来三年自动变速器产量将达到 1854.5 万套，渗透率达到 75%；而自主品牌自动变速器将达到 65%的渗透率，未来三年产量增速高达 20%。 我国变 速器传动齿轮具有国际竞争力，国产替代 逻辑持续演绎 在自动变速器的各个细分零件领域，我国高精度齿轮可以达到 4 级精度，具备国际竞争力；未来随着受到自动变速器渗透提升的驱动，我国变速器齿轮市场也将相应得到高增长。而新能源汽车的普及将带动齿轮往更高精度演化，相应的研发支出将促使未来齿轮需求向具有国际竞争力的大型齿轴厂集中，我国具备高精度齿轮制造工艺且能够进行全球配置的龙头企业将有望实现国产替代，并获得更高的国际市场份额。 2017 年我国变速器齿轮行业的市场规模为 267.2 亿元，而预计到 2020 年其市场规模将会达到 333.8 亿元，CARG 高达 20.4%。 投资建议 推荐关注国内自动变速器齿轮龙头供应商“精锻科技”以及“双环传动”。两家分别配套 2017 年以及 2018 年 TOP 20 畅销车型中 24.93%以及 30.35%的变速器齿轮，且两家的齿轮精度分别可以达到 4 级和 5 级；主要配套供货于大众、格特拉克、采埃孚以及上汽集团和吉利汽车，值得关注。 风险提示 汽车销量增速不及预期、宏观经济增速不及预期等 过去一年市场行情 资料来源： Wind 相关研究报告 精锻科技（ 300258）： DCT 渗透加速，扩产能增厚业绩 2018-11-1 双环传动 （ 002472）： 自动变渗透加速，RV 减速器研发突破 2018-6-29 报告作者 分析师 胡伟 执业证书编号 S0020115080059 电话 021-5109-7188 邮箱 huweigyzq 联系人 薛雨冰 电话 021-5109-7188 邮箱 xueyubinggyzq 附表：重点公司盈利预测 公司代码 公司名称 投资评级 昨收盘 （元） 总市值 （百万元） EPS PE 2017A 2018E 2019E 2017A 2018E 2019E 300258 精锻科技 增持 12.08 4860.00 0.62 0.77 0.98 18.9 16.0 13.6 002472 双环传动 买入 6.28 4277.15 0.35 0.43 0.48 27.7 14.5 13.0 资料来源： Wind，国元证券 研究所 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 / 27 目 录 1.自动变速器结构复杂， DCT 未来增长可期 . 5 1.1 手动变速器能耗较高，未来面临产品升级 . 6 1.2 AMT 变速器顿挫感较强， AT 变速器结构复杂 . 7 1.3 DCT 换挡平顺，燃油经济性高 . 7 1.4 CVT 变档平 缓但受制于扭矩缺陷 . 8 2. 目前变速器市场格局及未来趋势 . 9 2.1. 各种自动变速器的技术发展趋势 . 9 2.1.1 AT 多档位演化提升换挡速度，油耗高依旧 . 9 2.1.2 DCT 结构成熟受到国内厂商青睐，未来混动化将成趋势 . 10 2.1.3 CVT 改善扭矩后渗透率有望提升 . 11 2.1.4 未来三种技术路线将在国际市场上并存 . 11 2.1.5 新 能源汽车发展二级变速器有助于提升续航里程 . 12 2.2. 海内外变速器厂商格局及产能规划 . 13 2.2.1 海外变速器市场上演三国演义 . 13 2.2.2 受到技术封锁，自主品牌变速器产能布局更偏向于 DCT . 13 2.3.我国 TOP 20 畅销车 DCT 配比明显高于行业平均 . 17 3. 市场空间：自动变速器渗透提升叠加国产化高增长 . 17 3.1. 道路拥堵与消费升级带动自动变速器渗透提升 . 17 3.2. 自主品牌乘用车市场份额提升，带动自动变下探 . 18 3.3. 自主品牌自动变速器渗透逆流而上，预计增速达到 20% . 19 4. 变速器产业链：重点推荐齿轮环节 . 21 4.1. 我国具备符合国际标准的高精度齿轮制造工艺 . 21 4.2. 新能源汽车带动新型高精度齿轮需求上升 . 21 4.3. 自主品牌自动变速器齿轮市场将超过百亿规模 . 22 5. 公司推荐及投资建议 . 24 精锻科技 . 24 双环传动 . 25 6. 风险提示 . 26 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 / 27 图目录 图 1：各种传统变速器对比 . 5 图 2：手动变速器换挡导致动力损耗 . 6 图 3：手动变速器每次换挡均造成动力损耗 . 6 图 4： MT 车型 销量大幅下降 . 6 图 5： MT 车型销量占比逐年下滑 . 6 图 6：行星齿轮组结构 . 7 图 7：自动变速器换挡示意图 . 7 图 8：双离合变速器结构示意 图 . 8 图 9： DCT 挡位进行接力式切换 . 8 图 10： DCT 动力输出明显优于 MT . 8 图 11： CVT 无级变速器基本构造 . 9 图 12： CVT 换挡动力输出更加平顺 . 9 图 13：采埃孚不同 档位 AT 重量与扭矩容量对比 . 9 图 14：各国变速器配比具有明显的地域性特征 . 13 图 15： DCT 增幅将高于其他变速器达到 20%以上 . 15 图 16：大众 DCT 车型渗透速度开始加快 . 16 图 17： DCT 变速器在大众车型中的占比逐年提升 . 16 图 18： TOP 20 畅销车自动变速器渗透率达到 75% . 17 图 19： TOP 20 畅销车 DCT 渗透率达到 22% . 17 图 20：自主品牌乘用车市占率快速提升 . 19 图 21：预计未来三年自动变速器占比持续扩大 . 20 图 22：自 主品牌汽车自动变渗透提升速度更快 . 20 图 23：我国自动变速器市场规模将有自主品牌带动 . 21 图 24： DCT 是我国自动变速市场扩大的核心驱动力 . 21 图 25：年初以来新能源汽车同比增速均幅高达 134.06% . 22 图 26：齿轮行业产能将向龙头集中 . 22 图 27：自主品牌自动变速器齿轮市场空间将突破百亿 . 23 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 / 27 表 目录 表 1：新能源汽车混动系统示意图 . 10 表 2： DCT 适配混动技术后的优势显著 . 11 表 3： DCT 适配混动技术后的优势显著 . 11 表 4： DCT 适配混动技术后的优势显著 . 12 表 5：海外整车张具备变速自自主研发能力 . 13 表 6：国内主要变速器供应商及产能 . 14 表 7：国内主要变速器供应商及产能 . 15 表 8：在华合资品牌主机厂的变速器配套路线存在明显的地域性特征 . 16 表 9：自主品牌 DCT 增速明显 . 17 表 10：同款车型自动挡与手动挡价差为 1 万元左右 . 18 表 11：我国自动变速器渗透空间依旧较大 . 18 表 12： 2017 年新上市自主品牌车型自动挡配置下探至 8 万元区间 . 19 表 13：不同类型变速器的价格差别较大，均价为 15750 元 /台 . 20 表 14：双离合变速器结构示意图 . 21 表 15： 2017 以及 2018 年 TOP 20 畅销车名单 . 23 表 16：公司分项业务预测 . 24 表 17：精锻科技财务数据预测 . 25 表 18：公司车用齿轮业 务预测 . 26 表 19：双环传动财务数据预测 . 26 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 / 27 1. 自动变速器结构复杂， DCT 未来增长可期 汽车发动机输出转速较高，与车轮直接相连接将无法 使 发动机的性能发挥到最佳，必须通过变速器来进行发动机转速和车轮行驶速度直接的协调。传统内燃机汽车的变速器与发动机相连接，分为手动和自动等形式。纯电动汽车由于依靠电机驱动，可以通过调节电机转速来改变行驶速度，因此目前多配备单 级 减速器，而未来有望转化为多级变速器。混动车中，串联连接方式不需要使用变速器，而并联与混动均需要用到变速器。 传统汽车中，变速器按照操纵方式的不同，可以分为手动变速器以及自动变速器两大类。而自动变速器中，又可以根据其结构以及原理的不同，划分为机械式手自一体变速器（ AMT）、液力自动变速器（ AT）、双离合变速器（ DCT）以及无级变速器（ CVT）。 图 1： 各种传统变速器对比 资料来源： 公开资料， 国元证券研究中心 种类 图片 构成 优点 缺点 应用齿轮传动机构 结构简单 操作繁琐 低成本乘用车换挡执行机构 成本低 舒适性差 商用车同步器 扭矩范围广箱体单离合器齿轮传动机构 结构较简单 换挡动力中断 低成本乘用车换挡执行机构 成本较低 舒适性差 商用车电机或液压系统 扭矩范围广 控制系统要求高电子控制系统箱体液力变矩器行星齿轮机构 技术成熟 成本高各类车型换挡元件 换挡品质高 结构复杂液压控制系统 扭矩范围广 低档数油耗较高电子控制系统箱体双离合器齿轮传动机构 成本较低 结构较复杂中小排量乘用车换挡元件 油耗较低 稳定性略差液压控制系统 换挡品质较好电子控制系统箱体液力变矩器行星排和齿轮 无级变速 结构复杂中小排量乘用车锥盘钢带等 低负荷区效率高 控制系统要求高液压控制系统 换挡品质较好 扭矩范围受限电子控制系统箱体C V TAMTATDCTMT请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 / 27 1.1 手动变速器能耗较高，未来面临产品升级 手动变速器换挡会耗损发动机动力， 将 面临淘汰。 手动变速器通过人为拨动变速器齿轮与不同档位齿轮组相结合，从而完成输出转矩与转速的切换。这种结构简单可靠，可以轻松获得不同的传动比，但是有一个缺点，就是每次换档时，必须要驾驶员踩下离合器踏板，完成离合器的分离来切断发动机传向变速器的动力，使得驱动轮在很短的一段时间内无法获得动力，造成动力输出的损耗，增加了其油耗。 图 2：手动变速器换挡导致动力损耗 图 3：手动变速器每次换挡均造成动力损耗 资料来源： 公开资料 ， 国元证券研究中心 资料来源： 公开资料 ， 国元证券研究中心 MT 车型销量边际降幅扩大，产品替代升级势在必行。 受到自动变速器渗透提升的影响，手动挡汽车的销量出现了大幅度的下滑， 2016 年到 2018 年前 7 个月的销量分别为 874.4万辆、 768.2万辆以及 286.9 万辆，分别占到乘用车总销量的 38.68%、32.77%以及 24.44%。其中，自主品牌 MT 车型占比远远高于合资品牌车型；而自动变速器的向下渗透也带动了中低端车型配套自动变，使得 MT 的边际降幅扩大，产品升级趋势势在必行。 图 4： MT 车型销量大幅下降 图 5： MT 车型销量占比逐年下滑 资料来源： 公安部， 国元证券研究中心 资料来源： 公安部， 国元证券研究中心 请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 / 27 1.2 AMT 变速器顿挫感较强， AT 变速器结构复杂 手自一体变速器顿挫感强烈，用户体验较差。 AMT 在机械变速箱（手动档）原有基础上进行改造，主要改变手动换档操纵部分。即在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换档的自动化。因此 AMT 实际上是由一个电脑来控制一个机器人系统来完成操作离合器和选档的两个动作。它拥有手动变速器超高的传动效率同时能有效减少在操纵挡杆时浪费的时间。并且燃油经济性比传统4AT 车型可以有效降低 20%30%的油耗。 AT 采用行星齿轮组与液力变矩器实现自动换挡。 自动变速器由液力变矩器、行星齿轮变速器、控制机构组成，在低转速的时候，液力变矩器的泵轮会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差，行星齿轮组通过齿圈、太阳轮和行星轮的运动关系，可以实现输入轴与输出轴脱离刚性传动关系 、输入轴与输出轴同向或反向传动和输入与输出轴传动比变化，从而提高效率，液压操纵系统会随发动机工作的变化而自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。 图 6：行星齿轮组结构 图 7：自动变速器换挡示意图 资料来源： 汽车之家 ， 国元证券研究中心 资料来源： 汽车之家 ， 国元证券研究中心 1.3 DCT 换挡平顺，燃油经济性高 DCT 燃油经济性高，未来有望成为变速器主力。 双离合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；由此双离合变速器的换挡和 AT 一样平顺；但是不需要像 AT 一样靠液力传输动力，也不需要像 MT 一样断开离合器换挡，从而降低输出动能的损耗，提升其燃油经济效率。 DCT由 2个独立的手动变速器组成，具备 2 个独立的离合器； 2 个离合器由电脑进行控制。当压紧离合器 1 时，动力输送到红色的变速器输入轴上；当压紧离合器 2 时，则动力输往绿色的输入轴。两根输入轴则分别对应 1、 3、 5 档，红色的输入轴实现 2、 4、 6 挡位。当 1 档转动时，2 档则已经准备好与输入轴相啮合；从而使得 其动力不存在传输中断，获得如 AT一般平滑的换挡体验，但是提升了其燃油经济性。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 / 27 图 8： 双离合变速器结构示意图 资料来源： 公开资料 ， 国元证券研究中心 而相较于 AT， DCT 采用离合器传递动力，具有更高的传动效率。 AT 主要由液力变矩器和行星齿轮组合而成，换挡的时候液力变矩器被发动机带动从而使得泵轮旋转，通过变速箱油带动另一端的涡轮转动，从而传递动力；简单来说，就相当于一把插电的风扇对着另一把不插电的风扇吹，来带动 其 转动；通过液体软连接使得力在传递时出现耗损。而 DCT 采用离合器硬链接，传动效率高于使用液力变矩器的 AT，从而燃油的经济效益更强。综合来看， DCT 燃油经济性高，传动结构沿用较为成熟的手动挡结构，有助于企业发挥规模效应。 图 9： DCT 挡位进行接力式切换 图 10： DCT 动力输出明显优于 MT 资料来源： 公开资料 ，国元证券研究中心 资料来源： 公开资料 ，国元证券研究中心 1.4 CVT 变档平缓但受制于扭矩缺陷 两轮一带连续变速， CVT 未来可期。 CVT（无级变速器）采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力，实现传动比的连续改变。 CVT 无级变速机构包括主动轮组、从动轮组、金属钢带。金属带由两束金属环和几百个金属片构成。主动轮组和从动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。可动盘与固定盘都是锥面结构，它们的锥面形成 V 型槽来与 V 型金属传动带啮合。发动机动力首先输入 CVT 的主动轮，然后通过 V 型传动带传递到请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 / 27 从动轮，最后经减速器、差速器传递给车轮来驱动汽车；工作时通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从动轮 锥面与 V 型传动带啮合的工作半径，从而改变传动比，实现无级变速。 图 11： CVT 无级变速器基本构造 图 12： CVT 换挡动力输出更加平顺 资料来源： 中国汽车零部件产业发展报告，国元证券研究中心 资料来源： 公开资料 ，国元证券研究中心 2. 目前变速器市场格局及未来趋势 2.1. 各种自动变速器的技术发展趋势 目前全球乘用车变速箱的技术路 线 可以概括为 AT、 DCT以及 CVT 三国鼎立的局面，未来技术路线的演化也或多或少的出现了不同的研发趋势，但是总的来说，均可以概括成往燃油经济性更高以及换挡传动更加平顺上去发展。 2.1.1 AT 多档位演化提升换挡速度，油耗高依旧 高挡位 AT 主要配套于中高端车型。 目前，主要配套的 AT 产品是 6 速 AT 变速箱，其稳定性好、适用性高的优点深入人心；但是， AT 依旧面 临 着换挡冲击强且油耗较高等问题。由此， AT 正在往 8AT、 9AT 甚至 10AT 的方向上去进化，以降低换挡时所产生的冲击感，从而降低油耗。目前 8速 AT主要由采埃孚生产，集中度高达 90%；8AT 换挡速度 更快，扭矩范围广且质量相对较低；比如，采埃孚 8HP 的换挡时间仅0.2 秒，其速度不亚于 DCT。而档位大于 8 速的 AT 类型依旧较少，分别时采埃孚横置 9AT、奔驰纵置 9AT、福特 /通用的纵置 9AT、 10AT、爱信纵置 10AT 以及本田横置 10AT；正在研发 中 的 10AT 主要由通用 /福特、雷克萨斯 /本田 /现代等主流集团合作研发，预计在最近 2 年陆续出产。 图 13： 采埃孚不同档位 AT 重量与扭矩容量对比 资料来源： 中国汽车零部件产业发展报告， 国元证券研究中心 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 / 27 2.1.2 DCT 结构成熟受到国内厂商青睐，未来混动化 将成趋势 DCT 燃油经济性高且换挡速度快，但是其质量稳定性备受关注。 一方面，未来 DCT的其中一大发展趋势将是提升其稳定性。从 DCT 产业化的基础来看， DCT 采用定轴齿轮传动，结构于国内厂商所掌握的手动变速器技术相仿，因此国内厂商纷纷布局 DCT 的生产路线。目前，比亚迪、上汽、广汽等主机厂均已量产配套 DCT 的车型，长安以及长城也公布其量产计划。合资车厂方面，大众、福特与通用等企业也量产了多款 DCT 配套车型。而干湿式 DCT 的主要差别在于其摩擦片的冷却性能，湿式 DCT 采用油 冷具备更好的散热性能，故适合大扭矩车型；干 式 DCT 则主要空气被动冷却，适用于小扭矩车型；我国自主品牌车型主要以小扭矩为主 ，随着各大车企积极推进研发， DCT 稳定性有望改善，从而带动渗透率大幅提升。 另一方面， DCT 匹配混动技术的综合表现最佳，有望在混动车型上推广。 在所有的混动技术路线中， P2 技术因为结构复杂程度一般，发动机与变速箱无需大幅度改动而使得开发成本较低；其节油效果却可以在保证优良的加速效果的同时，达到 30%左右；且有政府补贴，使得其从其他路线中脱颖而出。 表 1： 不同类型新能源汽车混动车型变速箱优劣势对比 资料来源： 公开资料 ， 国元证券研究中心 从变速器的适配数量来看， DCT 适配的技术路线最多，达到 3 种；而 AT 和 CVT分别为 1 种和 2 种。从适配后的综合性能来看，将 DCT 优先运用于混动系统存在一下几点优势： 1） 降低动力总成的复杂度和传动系的成本是混合动力轿车产业化的难点之一。DCT 因取消了液力变矩器，同时双离合器的紧凑结构使得变速器体积远小于其它类型变速器， 质量更轻， 因而使得装配 DCT 的混合动力汽车的质量远小于其他车辆。 2） 取消发动机怠 速是混合动力汽车的主要节能途径之一， DCT 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 3） 借助于 DCT 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。 4） 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技术类型 优势 劣势可以实现动力辅助 电机需要有比较大的扭矩和体积在不同程度的制动过程中，I S G 电机都可以实现发动机制动能量的回收和储存成本较高动力性好，油耗低节省开发成本节油效果明显对径向布置具有较高要求功率，扭矩有限，动力性不突出不能随意在纯电驱和纯发动机驱动之间切换较低的操控性和舒适性P1P2存在结构上的缺陷，电机驱动车辆时，并没办法同时回收电能P3 纯电驱动更为直接，更高效、动能回收的效率高P4 转弯的性能更高