汽车“三大件”之变速箱 现阶段遇困局/接下来将成技术分水岭

[搜狐汽车·黑客] 全球禁售燃油车时间表临近，推动着核心技术的迭代，诺基亚的例子同样适用于汽车，无法适应时代大背景的企业终将被淘汰……

曾经人们买车最为关注的“三大件”中，单内燃机退出历史舞台将是一个不可逆的大趋势，甚至现阶段就已迫在眉睫（下文详解）。能源转型大背景与大趋势之下，“触电”势在必行，而与发动机“同进退”的变速箱，也将成为车企技术水平的分水岭。

[·禁售燃油车来临之前 法规就已“迫在眉睫”·]

对于普通消费者来说，现在就提禁售燃油车确实尚早，但对于整个汽车行业来说，已是迫在眉睫：今年欧洲开始执行的碳排放标准（欧6排放标准的补充），汽车的平均二氧化碳排放量要从120g/km下降到95g/km，超标每克将罚款95欧元。

据海外市场咨询公司预测，欧洲所有车企在今年都无法达到“法规要求的95”，要面临“95的罚款”。罚款总量将达到145亿欧元，这其中大众承担的最多，预计在45亿欧元左右。

并且法规的标准还将逐年收紧，2030年碳排放降低的幅度不能少于37.5%，即59g/km左右。罚款金额是否增加尚不确定，但挪威现阶段燃油车25%的重税（增值税）、减排方面巨大的成功，已然为全球降低碳排放“最前线”的欧洲市场定下了基调。

[·插电混动技术易转型 技术难点直指变速箱·]

碳排放量的目标让单内燃机的动力核心终将成为历史，油电混动这个“触电”的方案更符合实际，毕竟整个汽车行业深耕发动机技术已经一个多世纪了。

从商业化的角度来看，要比重新打鼓另开张的纯电动更容易转型，以渡过排放法规收紧之前的第一道难关。

从技术角度来看，减少缸体数量、提升热效率等等继续压榨发动机的手段，都不如混动系统来得直接。

如此一来，怎样做好油电混动成为了车企的核心课题，问题关键也自然而然的直指衔接油与电的变速箱。

[·混动不新鲜 而增加“电”权重带来了变速箱困局·]

提到油电混动的变速箱，就绕不开曾“独领风骚”了20年的丰田E-CVT变速箱（HTS系统）：单行星齿轮组从1997年开始长达20年的专利，把很多车企当在了门外，这也是混动只分为丰田和其它两种的说法，最靠谱的证据。逼得通用“绕了一大圈”才推出了双行星齿轮组结构的变速箱，用在雪佛兰沃蓝达（增程技术路线）、迈锐宝混动（HEV）等车型上。

丰田E-CVT变速箱剖面图

而现如今的碳排放量要求，需要提升“电”在动力系统中权重来分担发动机的工作。这个目标最直观改变需要大功率电动机、高电压平台的锂电池架构，对于丰田HTS系统、本田i-MMD系统，乃至更多HEV系统的专用变速箱来说，都属于“超纲”的范畴。

最终的结果是，丰田THS系统从HEV车型镍氢电池（平台电压240V左右），到雷凌与卡罗拉插电混动（双擎E+）换装了工作电压和能量密度更高的锂电池，E-CVT变速箱的平顺性优势依旧，但承载扭矩较小的先天不足反而被放大了，限制了电动机凭借提升功率提升效率、分担发动机动力输出的效果。最重要的是，精密的结构导致成本并没有降低。

成本方面的因素，也带来了与国内车企合作受阻的连锁反应。丰田的御用同时也是旗下全球变速箱供应商巨头的爱信，2018年与广汽、吉利两大集团的达成的合资项目，并未如期而至，广汽方面本将于今年落成的变速箱合资工厂，尚给出了延期至明年的消息，而吉利去年重启AT变速箱研发的消息，则被认为是一个合作搁浅的信号。曾经爱信给国内车企供货变速箱产品单价9000元，利润率高达20%的盛景也将一去不复返。

另外，长安汽车推出热效率高达40%的蓝鲸系列发动机，但由于一直合作的爱信没有好的插电混动变速箱，从而至今并未推出相关产品。让变速箱这个核心部件，成为了接下来蓝鲸NE平台多款“触电”衍生车型“最短的那块木板”。

长安汽车蓝鲸系列1.4T发动机

环视整个行业，爱信与国内车企合作的主要产品前驱平台的横置6AT，在通用前驱8AT、本田前驱10AT已量产装车，以挡位数量论英雄的今天，没有了毫无任何技术前瞻性的优势。横置8AT包括爱信乃至ZF的产品，也都没有太多转型插电混动的空间。

本田横置10AT变速箱结构图

[·自研混动变速箱成为了更早突破困局的选择·]

提到ZF，其匹配单内燃机的8AT产品，无论是匹配前驱还是后驱的表现均可圈可点，但在转型应对混动系统方面就有些捉襟见肘了。如我们此前测试过的保时捷卡宴E-Hybrid、奔驰S500 eL等，传动系统方案全都来自ZF：电动机直接“入驻”变速箱、取代液力机构（P2位置），来协调油电之间的关系，只在原有燃油车变速箱的基础上，做出这一处改变。

一开始就没有考虑到插电混动的变速箱，导致整车平台也没给变速箱留出太多的余量，于是电动机集成到变速箱内部（P2位置），成了一个“不得已”的过渡。这种“不得已”，主要体现在三个方面。

第一，P2集成电机最直观的劣势，即技术层面存在着电动机驱动与能量回收无法兼顾、“一条腿走路”的先天不足。

第二，在需求动力性能和混动模式情况下的燃油经济性表现，也跟“触电”的关系不大，主要还是看发动机的水平。

第三，从燃油车变速箱衍生而来，相当于从只需对发动机负责，变成了要一起干两项工作，动力输出的平顺性势必会受到影响，感觉有点像“二胎生活”的起始阶段。

如此表现，自然是无法适应欧洲新法规（欧6标准补充）的碳排放标准。当然了，ZF以及爱信等变速箱供应商也在积极求变，而面对排放罚款时间方面的压力，一些车企已等不及供应商从研发到匹配的一步一步走了，开启了自研之路。这其中的典型，近的是现代起亚集团，稍远的是BMW。

现代起亚集团的插电混动车型变速箱，采用了双离合（DCT）技术路线，如今已装备在K3插电混动等车型上。双离合变速箱成本方面的先天优势，配合45kW电机的高动力辅助和回收表现，去年凭借40L油箱容积就从上海开到了北京，完成了全程1260km左右的挑战。

BMW下一代（第五代）电力传动系统和电池技术已经处于研发阶段，新一轮产品将围绕模块化、轻量化、高效动力电池以及智能能量管理系统打造，预计将于2021年投入到量产车型中。

从已知的信息来看，新产品最大的亮点是，将驱动电机、电控模块、再加上插电混动的变速箱集成在一起，这种从研发就开始有意整合驱动和控制单元的做法，在整体性和效率上具备明显优势，要优于现阶段类似ZF提供给奔驰、保时捷等插电混动车型，电机代替变速箱液力机构的方案。

[·混动车行变速箱破局需要时间 那么纯电动车呢？·]

如上文所言，增加“电”权重的插电混动车型，突破现有的困局尚有迹可循，只是时间的问题，那么变速箱对于纯电动车而言，未来将会如何发展呢？这将是另一个困局。

看到这，想来很多人会说纯电动车不需要变速箱，有单一挡位的主减速器即可，现阶段绝大部分车型确实如此。但保时捷Taycan带着后桥的两挡变速器来了，与传统变速箱一样可变减速比的特性，令其既有高功率电动机爆炸的性能，又降低了高速行驶电动车能耗高普遍难题，甚至在巡航等稳态行驶状态下切断后桥动力输出，变成跟常见的电动车一样单电机前轮驱动。

而已有研究证明，电动机在车辆中最佳的布局位置是轮毂，即常说的轮上电机，四个车轮分别提供动力带来真正意义上的四驱，在减少动力传输损失的同时，效率能够提升20%以上。

如此相比现有前后桥电机的技术颠覆，变速箱如何布置、能否发挥应有的效果等等疑问，均未有定论，这个人们买车十分看重、技术路线各有千秋的核心部件，未来将何去何从，是否也会伴随内燃机一起成为历史？则成为了变速箱面对的最大困局。

[·写在最后·]

全球交通运输行业的能源转型，推动着汽车的又一次革命，毕竟人们日常生活可以没有汽油，但不能没有电。汽车“新四化”中电动化是基础、也是最为迫切的，内燃机终将成为历史，而其黄金搭档变速箱也面临着困局。

最后，套用两位国内专家的言论。

国务院发展研究中心产业经济研究部部长赵昌文此前演讲中提到：历史上三次工业革命汽车都是主角，如今当然还是。

中国工程院院士邬贺铨说：汽车永远在路上，汽车技术的进化也依旧前路漫漫。