电动化浪潮中如何创新谋变,博格华纳有话要说

NE研究院

阅读 280    更新于2019-05-06 10:28:00

行业变革,整个过程中存在巨大的不确定性,使得身临其中的企业难以观察和定义。没有一位分析师、一家企业能够准确地描述一座正在喷发中的火山,但它们都可以十分清楚且极具远见性地看到火山喷发后的世界面貌。

电气化的潮流涌来,意味着新的利益调整的开始。百年企业就可以不惧行业变革吗?这个问题已经在企业兴衰历史上得到了回答。百年,仅是企业长期追逐繁华中的一段旅程。它不是无惧的理由,却是企业探索生存之道,明析未来走向的历程。

在这段历程中的20世纪80年代,博格华纳明确它的战略方向:以技术创新来引领行业发展。既然强调技术前瞻的重要性,思变后的博格华纳势必更擅长“未雨绸缪”。传统传动系统如此,在面向混合动力车和电动汽车的动力总成上依然极具远见性。

打开双离合变速箱的大门

博格华纳在面向内燃机车的传动系统中曾创下了多个第一,最为人乐道的即是世界上第一款4速手动变速箱、自动变速箱和四驱分动箱。这些都构成了它的核心驱动力和竞争力。

博格华纳扭矩传动系统前身华纳齿轮在1901年诞生,八年后生产制造出第一款手动变速箱。此时距离历史上记载的变速箱正式踏上舞台的1904年(汽车界普遍采用本哈特—拉瓦索手操作滑动齿轮变速箱)仅相隔了5年。而且手动变速箱的诞生地正是在欧洲。回顾这些时间还是地点,仿佛都注定了博格华纳在变速箱的历史上是不同忽视的一员,且将与欧洲车企有着无法切割的交缠。

变速箱的存在是为了协调发动机的扭矩及转速与汽车瞬时需求之间的矛盾。随着发动机的不断进步,变速箱开始被设计成具有多个档位可供选择。博格华纳在多档位变速箱的历史上也刻下了浓墨重彩的数笔烙印。1950年华纳齿轮推出适用于轿车的“Ford-O-Matic ”,这是一款三速自动变速箱;6年后推出的T10四速高性能手动变速箱应用于雪佛兰Corvette车型,这是世上首款4速手动变速箱。即使是我们提起变速箱不得不提的爱信AW,也是由爱信精机与当时的Borg-Warner(博格华纳)合资建立而成。

凭借结构简单可靠、燃油经济性好的优点,手动变速箱至今仍拥有不少的死忠粉。而拥有这项技术的博格华纳也打下了自身在变速箱领域的核心竞争力。乃至到自动变速箱时代,它也不断地受益于技术底蕴,开启了双离合变速箱进入汽车界的大门。

自动变速箱的序幕是由同为美国企业的通用汽车拉开的。简便快捷的操作让美国人对自动变速箱热爱非凡,直接刺激自动档车型的发展和普及。美国AT自动变速箱大范围应用的情况下,其零部件供应也建立起一套完整的产业链。作为美国变速箱巨头,博格华纳自然又投身于自动变速箱的研发中。1961年,华纳齿轮推出35型铝合金自动变速箱。

此时,双离合变速箱还没有登台,博格华纳还在与通用开发AT自动变速箱。双离合变速箱如今是市面上CVT无级变速箱和AT自动变速箱的主要竞争对手,但是应用于量产车的时间却晚于后面两位。若非大众一心想摆脱爱信产能的束缚,欧洲排放法规又是那般严格,DCT可能诞生的历史还会晚上许多。

基于手动变速箱的双离合变速箱以换档快、传动效率高而闻名。大众在种种限制下选择与博格华纳开发双离合变速箱,既可以不受美国AT和日本CVT技术专利的影响,又可达到低油耗的目的,何乐而不为呢?欧洲、美国、日本对变速箱的选择,虽相互交叉,相互融合,但最终的选择还是有自己的技术储备。

博格华纳手握DualTronic双离合自动变速湿式离合器和控制系统,与大众一起将可批量制造和应用的双离合变速箱研究了出来。2003年,DualTronic™双离合变速箱技术在奥迪TT和大众高尔夫R32上首次亮相。到2007年,德国完成第100万台DualTronic® 双离合器模块的生产制造。

不仅大众DSG变速箱的核心部件是由博格华纳提供的DualTronic双离合模块,在我国国内的湿式双离合变速箱也基本上脱离不开该模块。2008年由发改委牵头,与上汽、一汽、长安、吉利、江淮、长城等多达11家车企成立了中发联投资公司,该公司与供应商巨头博格华纳成立了博格华纳联合传动系统有限公司。自此,国内市场基本默认了博格华纳的湿式双离合变速箱技术。

在变速箱发展历程中,技术创新的力量在博格华纳身上得到了完美的体现。从手动变速箱到自动变速箱到双离合变速箱,博格华纳在这些技术上起到是从0到1再到N的作用。

技术的演变和革新,不止发生于当前,在百年汽车历史是不计其数的。每一次若无技术的支撑,即使是巨头,也会消失在历史的洪流中。这同样适用于电气化时代的动力总成。看到变革,也要有所行动,才有可能保住领头羊的身份。

“打造一个洁净、节能的世界”

2013年,博格华纳将愿景从“做传动系统领域的技术领袖”改为“打造一个洁净、节能的世界”。改变,凸显出它的聚焦点更加贴合电气化时代的需求。实际上,它在技术上的行动更早,2007年,电驱动减速箱eGearDrive的开发可说明这一点。

全球副总裁兼动力驱动系统总裁Stefan Demmerle及博格华纳愿景与使命

它的使命一直未变:提高燃油经济性、降低排放、提高驾驶性能。所有的产品都是围绕着三个行业趋势来发展,例如上文中提到的双离合自动变速箱,以及涡轮增压发动机、正时链条、四轮驱动系统。而且,随着电动汽车被作为未来汽车方向,穿越一百年回到众人视野,以及混合动力汽车市场为自身正名,博格华纳继续在技术上不断创新。

不同的国家对电气化的技术路线有着不同的看法,这决定了每个国家每个区域对混动和纯电动的侧重点不同,所需求的产品也存在差异。这时,供应商也将在不同地区有着差异化的产品推出。

博格华纳动力驱动系统销售和产品战略副总裁李晓球在接受NE时代交流时对此的诠释是:“中国的关注点主要在纯电动汽车。不过我认为48V和高压混动也会发展很快,而且单纯从量上来说,它们可能反而高出纯电动车。再看全球其他市场,日本很明显更注重发展的是高压混动,丰田、本田是其中的代表。当然,日系车企也意识到它们不能一条腿走路,也在发展纯电动,但更主要的重点依然是高压混动。欧洲以前可能更侧重48V,但2030年燃油法规出来后,欧洲车企的态度有所松动。48V还是会发展的比较快,但它们可能会更加关注高压混动和纯电动。

面对不同的侧重需求,博格华纳不可能倾向于某一款产品和市场,因而它有针对性地推出覆盖从P0到P4各种构型的混合动力驱动模块(当前主推P2模块)、eGearDrive电子驱动变速箱、应用于混动和纯电动的电机、以及集成化的电驱动系统。

抢先布局P2混合动力市场

即使是电气化,也存在不同的技术路线,例如48V、HEV、PHEV、BEV。对于混动技术路线,按照电气化部件的架构以及电机所处位置的不同,又可分为:P0、P1、P2、P3、P4、PS构型。博格华纳推出的混动模块覆盖P0至P4,当前在中国的主要产品是P2混动模块。而且,它主推的是DCT+P2机电系统化解决方案。

P2混动技术对原变速箱和发动机的布置改动不大,对于国内主机厂来说,通过P2模块来实现插电式和重混的功能,不失为现阶段满足双积分政策较佳的一个选择。

博格华纳在2017年关于P2新能源技术论坛中解析到,可以借助双离合变速箱的独到优势将P2混合动力构型在中国市场中发挥的淋漓尽致。

双离合变速箱是博格华纳的主打产品,基于此对动力总成进行改动,在发动机和变速箱间增加电机和分离离合器并不是一件难事。而且它已经培养出众多双离合变速箱的用户,其P2混动技术自然也不缺乏使用者。

P2混动模块中的电机是博格华纳开发的重心。2010年它首次推出S-Winding高效定子专利技术,目前已广泛用于交流发电机应用。据了解,SW270电机是博格华纳下一代P2构型的电机。其全球副总裁兼动力驱动系统总裁Stefan Demmerle博士解释称,S型绕组导线成型工艺具有高功率密度和节省空间的优势,凭借极低的电线绝缘应力,适用于各类高压混合动力和电动汽车。由此,博格华纳可以大规模生产更小、更强大的高压电机。

同轴P2混动模块

目前,博格华纳应用于P2构型的电机主要在其位于武汉的工厂进行生产。动力驱动系统中国区总经理张峥嵘在交流中表示,博格华纳主要根据客户需求来制定产能规划,目前已经在中国拥有多家客户。就P2电机而言,武汉工厂每条生产线的产能在15万台。前期博格华纳投入了两条生产线,待市场上来后,博格华纳可根据需求变化中做出调整。

变速箱电动化

随着电动汽车市场的发展和扩大,出现了e变速箱的需求,供应商也对变速箱的变革做出技术上的更新。

eGearDrive电驱动减速箱是博格华纳面向电动汽车传动推出的产品,最早的减速箱应用于特斯拉Roadster。按照特斯拉最初的设计,Roadster应该采用的是180kW电机+2档变速箱的设计,来实现3.7秒罕见的百公里加速时间。但由于两档减速箱的设计在当时不够成熟,特斯拉被迫换用单级减速器,电机也换为240kW功率。

Roadster是特斯拉旗下的第一款车。它作为电动运动跑车,是特斯拉打响自家旗号,一鸣惊人的利器。虽然中间历经波折,但在eGearDrive的协助下,它完成了强劲的动力输出和高效的传动表现。特斯拉也将31-01型eGearDrive变速箱收归己有。

Roadster也是这些年来全球首款量产的电动汽车跑车。2008年与特斯拉的合作,无疑使博格华纳更早看到电动汽车可能带来的变革趋势。

eGearDrive的诞生年后的一年,2008年,正处于中国决定侧重新能源汽车的阶段,国资委为了节能减排,制定了十城千辆计划,开始重点推广新能源汽车。博格华纳凭借这份较早的电驱动变速箱的研发得到不少国内车企的瞩目。

博格华纳eGearDrive电驱动变速箱

由于具有多种传动比可供选择,升级版的eGearDrive 31-03能够适用于多种型号的电机,使之能够广泛的运用于更多品牌的电动轿车上。在国内,吉利帝豪EV搭载了它的升级版eGearDrive电子驱动变速桥。此后它宣布为北汽新能源汽车提供31-03电驱动桥。而且它在去年2月宣布该技术将被装载于一汽的奔腾B30EV和骏派A70E车型。

电驱动桥之系统化、集成化、规模化

电动汽车技术的不断演进下,集成化设计无可争议地成为发展趋势。电驱动减速箱只是一个开始,与电机、电控集成到一起的电驱动桥才是未来电动汽车动力总成竞争的重点。

电驱动桥一般由电机、电机控制器、减速箱三大部件构成。如今常见的二合一多为电机和减速箱的集成,三合一为电机、电机控制器和减速箱的集成。而无论是二合一,还是三合一,博格华纳均有产品推出,分别为eDM(eGearDrive减速箱+HVH250电机)和iDM(eGearDrive减速箱+HVH200电机+电机控制器)

Stefan认为,博格华纳多合一电驱动桥相比别家更有优势在于三点:1、电机、电控、减速箱,均为博格华纳自家产品。全球仅有少数能够做到三者皆生产,因此对它们的了解都十分透彻。且博格华纳兼具系统集成能力,所以在构建二合一和三合一电驱动桥时能够更好地从系统角度进行优化;2、核心部件自产前提下,博格华纳可以更加有效地进行成本的控制;3、三个关键部件均进行本土化生产,可提高反应速度。中国市场竞争异常激烈,客户会将给予供应商开发的时间从三到五年压缩成一到两年。因此,提高反应速度,是博格华纳在中国特别关注的。

2015年博格华纳收购了雷米电机,从而获得驱动电机的技术和生产能力。它在武汉工厂生产HVH250驱动电机,然后运往北京工厂与eGearDrive进行组装变成eDM模块。

HVH250电机采用的是当前驱动电机领域比较流行的一种技术——高压发夹式定子绕组技术。李晓球博士对NE时代分析师表示,雷米电机是汽车电机领域里面最早使用发夹式电机的企业之一。

雷米电机,同样是一家百年企业。成立于1896年的它主要生产汽车和商用车行业的交流发电机,起动电机和电动牵引电机,业务遍及五大洲的十个国家。可见,它的技术底蕴也是十分深厚。不仅如此,它在中国市场也早有布局,博格华纳武汉工厂就是在原雷米电机武汉工厂基础上重建而成。

将一家电机百年企业收入麾下,对博格华纳来说不仅可以利用成熟的技术扩展了产品阵容,而且迅速从油转电,切入到火热的电气化市场中。

2017年,博格华纳再添“巨匠”。它收购英国Sevcon公司后,拥有了电机控制器的研发和生产能力。它将eDM二合一电驱动桥与电机控制器再度集成组成iDM电驱动模块,攻入三合一电驱动桥市场中。

Sevcon到来后,与雷米电机组成了博格华纳新的左膀右臂。

从二合一到三合一,电驱动桥体积会更小,效率更高,成本更低,性能也会更优化。NE时代了解到,在以三合一为主的纯电驱动系统市场中,目前主流的主机厂也都在自己开发三合一,例如比亚迪、上汽华域、吉利威睿、长城。而且精进电动、汇川、电驱动、大郡等本土供应商也在开发三合一中。除了本土供应商,大型跨国汽车零部件供应商巨头也在快速布局中国新能源汽车市场,不仅是博格华纳,例如日本电产、博世、舍弗勒、采埃孚等Tier1也已经向主机厂提供三合一电驱动产品。

面对一个虽然不成熟,但是对手逐渐增多的电驱动桥市场,Stefan承认博格华纳了解以后的竞争压力,但并不畏惧,“即使大家都想咬一口蛋糕,但活下来的一定不是所有的人。”他解释称,博格华纳最擅长的是把一项技术做好,然后进行规模化、效益化生产,保证质量的同时控制成本。“我们着眼的不止是眼前,还有2021年、2022年的市场目标。这个时期内,我们的目标价一定会在市场中更有优势。”

2018年,博格华纳二合一电驱动桥eDM已经装载在长城2018款C30 EV上,这是国内首款采用该项技术的新能源汽车车型。同时,长城旗下的欧拉品牌也成为博格华纳eDM电驱模块的供应对象。

同年,博格华纳与威马汽车签署为期三年的战略合作协议。它将为威马汽车提供包括eDM电驱动模块在内的全系列先进电驱动技术及高效电气应用系统支持。

继eDM电驱动模块实现量产后,全集成驱动模块(iDM)将成为博格华纳下一个量产的电驱动解决方案。Stefan表示,博格华纳已经有部分确定的客户,它将于2021年年底进行量产。

iDM爆炸图

至此,从双离合变速箱、P2模块、eGearDrive减速箱,到已经量产的eDM二合一电驱动模块,即将量产的iDM三合一电驱动模块,我们可以看到,博格华纳始终将“技术创新”融入血液中,应对前方的变革。

内燃机汽车和电动汽车并行,电气化技术路线又千变万化,使得供应商无法笃定一条技术路线。但在深入地观察市场环境后,坚定地革新自家技术,然后以优质的产品和技术作为支撑,才能获得足够的现金流进行新业务的拓展。“这对许多小企业来说可能非常难,因为要去做取舍。但是我们可以去试错,去学习。”Stefan最后总结道。

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