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新闻 > 技术 >纯电动汽车有变速箱吗,它需要吗

纯电动汽车有变速箱吗,它需要吗

作者/来源:CNEV新能源汽车网
2021-05-25 16:21:18

  内燃机汽车依赖变速箱、原因在于有实际的需求,而纯电汽车在民用这一块、目前没有对变速箱的需求,所以目前的纯电汽车就没有配备变速器了;并不是说电动汽车不能装变速器,只是说目前电动汽车不用变速器、即可达到日常使用的要求,所以目前电动车没有配备变速器,而内燃机汽车离开变速器、连起步都做不到!

  变速箱是汽车三大件之一、亦是车上精密度极高的部件,但其本质就是个扭矩放大器,无非有两个作用,其一减速而增扭、利用大传动比放大发动机扭矩,辅助车子完成起步、以及提速;其二就是减扭增速、利用低传动比来压制发动机转速,让车子在高速巡航中、发动机转速更低,降低摩擦功损耗、以及降低发动机噪音;由上面描述,我们可以推导出内燃机的几个痛点。。。

  低转速扭矩不足:因为低转速扭矩不足,所以需要变速箱去进行扭矩放大,所以离开变速器则内燃机车没办法加速、甚至于连正常起步都做不到!

  内燃机转速不够:如今的民用车内燃机、极限转速平均在6.50千转,如果没变速器(假设直传挡,类似于变速箱第四挡、传动比一),那么把油门踩到底、飙到6.50千转,好吧此时车速70公里,这就好比咱们用四挡跑、油门踩到底也就70公里左右,对吧?这样的车速、能满足日常需求么?所以内燃机车必须配个变速器来在高速巡航行驶、对扭矩依赖不大时,来给发动机增速!

  给发动机增速的好处有两点,其一利用传动比增速,就不必让发动机转那么快了,其二发动机转速变得更加可控,无论是燃烧、燃油经济性、噪音都很好的被控制;至于电动机则完全不同,它的转速高的离谱、比如特斯拉用的电动机,转速高达1.60万转,接近咱们民用内燃机的2.50倍,所以即便它没有变速器、传动比恒定为一,它也可以利用它1.60万的转速上限来拉出所需的车速,所以纯电车目前并不需要变速器!

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  扭矩放大对内燃机车的重要性

  如上图所示、这就是一个六挡变速器、各挡位间的齿轮比,我们假设终传比为三,那么一挡可以将扭矩放大为。。。

  一挡扭矩放大=4.31*3=12.9倍

  实际上轮上扭矩与发动机扭矩之间的关系也是如此,轮上扭矩=发动机扭矩*传动比,而一挡时的传动比就是12.9,所以咱们的车子、在一挡起步时,发动机所输出扭矩、整整被放大了12.9倍,才能顺利起步;那么变速器对内燃机车是不是很重要?假设发动机峰值扭矩可以达到200nm、起步车动时转速一千出头,此时发动机能输出的扭矩最多100nm,可这100nm的扭矩怎么可能拉动平均1.50吨重的民用小汽车呢?

  所以内燃机汽车、必须用变速器,至少在民用车领域、必须这么做;当然如果我们玩玩抬杠逻辑,弄个增压V12、配个六七百公斤的车重或许无变速器也能完成起步,只不过这玩意造价不菲,咱们也享受不起,换句话说只要配个变速器、三缸机都能顺利起步,那么又何必弄那么复杂、那么昂贵呢?所以从某种角度上看这变速器也使得内燃机车变得经济、实用,若没变速器,燃油汽车现在必然还是价格高不可攀的东西、更不可能普及!

  纯电汽车为什么不需要变速器?

  实际上纯电汽车也有变速器,只不过它的变速器只有一个挡位,如上图、特斯拉的传动比为9.73,理论上就是它可以把扭矩放大9.73倍最高;所以纯电汽车也是有增扭能力的,只不过不像燃油车变速器具备多个传动比,多挡位变速器具备多个传动比。。。

  一挡传动比=4.31*3=12.9

  二挡传动比=2.33*3=6.99

  三挡传动比=1.43*3=4.39

  四挡传动比=1.00*3=3.00

  五挡传动比=0.78*3=2.34

  六挡传动比=0.69*3=2.07

  特斯拉固定传动比=9.73(唯一)

  其实咱们燃油车、如果一挡的传动比9.73,也能完成起步,有液力变矩器的自动挡、起步并不难,手动挡需要有点技术(容易熄火)、但并非做不到,内燃机车完美起步、需要扭矩放大13倍左右,而纯电车起步、仅需要把扭矩放大9.73倍,为什么会出现不同的倍数(假设重量一致)?重点就在于内燃机低转速下输出扭矩太低,而电动机无视转速!

  内燃机0转速=0扭矩

  电动机0转速=可以爆发峰值扭矩

  这就是关键性的差异,内燃机车、起步时的低转速扭矩太差,所以需要扭矩放大十几倍、才够用,而电动机扭矩输出无视转速,拿永磁同步电机为例,起步电压直接影响扭矩、而不依赖于转速,所以就不需要弄内燃机变速器那么大的传动比;而电动机的峰值转速普遍在一万转以上,所以若需要高速、直接依赖发动机转速硬拉即可,不过电动车的高速是非常有限度的,不可能像内燃机拉的那么容易!

  纯电汽车、起步扭矩迅猛,所以对变速器依赖很小,就像特斯拉有一挡9.73传动比就已经够用了,要扭矩、依靠电机特性来满足,要车速利用电机高转速来拉;不过弊端在于9.73的固定传动比,终究只能让特斯拉车系达到两百出头的时速,要知道峰值600nm左右的扭矩、都足够破三百公里了,可却仅仅做到两百公里出头,问题就在于这个9.73传动比上、如果再提供个6.50或者更低的传动比,极速还是可以继续拉高的!

  所以纯电汽车、并不是不能配变速器,只不过目前还不需要,比如特斯拉某款车,仅仅为了满足日常行驶,日常行驶的要求不多如01表现要好、最高车速多多益善(实际上限速120km呢),这些利用固定9.73传动比都能轻松的做到,所以目前就不需要多挡位变速器、只用恒挡变速器即可;而如果有一天重卡、超跑皆用纯电动力,那么仅仅依靠电机扭矩(或者是转速)就达不到了;比如满载50吨,特斯拉峰值600nm扭矩的电动机、配9.73传动比,就很难完成起步了,这个时候、就必然要给电动车配备多挡位变速器了,所以目前电动车不配多挡位变速器、重点在于目前没需求,而当有需求时、同样会用变速器!


来源:CNEV新能源汽车网

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