當前位置: 滿電-新能源汽車>只有一個擋 電動車上的到底是不是變速箱?
前一陣兒咱聊過一次電機的能耐,說了很多電動車可以秒殺超跑的證據。然而今兒個劇情被反轉了,電動車無論起步加速有多快,它有個致命弱點不容忽略——極速性能一般,而關乎到這個指標的最直接物件兒,就是這回要聊的“變速箱”,細心的你可能發現我給它加了個引號,咱們就著這個稱呼開始下面的解讀。
導語前一陣兒咱聊過一次電機的強大本領,列舉了很多電動車可以秒殺超跑的證據。不過今兒個劇情卻被反轉了,電動車無論起步加速有多快,它有個致命弱點不容忽視——極速性能一般,而關乎到這個指標的最直接物件兒,就是這回要聊的“變速箱”,細心的你可能發現我給它加了個引號,咱們就著這個稱呼開始下面的解讀。
結論先拋:從廣義角度來說,電動車所搭載的為固定齒比變速箱,是變速箱的一種;以狹義角度而言,這個所謂的固定齒比變速箱更應被稱為“單速減速器”,這也是更準確的一種稱呼。所以,在文章的最開始,我一定要澄清一點,即便把它稱為變速箱,也不能和傳統內燃機汽車的變速箱相提并論。
目前市面兒上的純電動車已經越來越多,新能源也是未來一個不可逆轉的重要發展趨勢。于是乎我們看到,各大車企為了提升續航里程和駕駛性能,在三電(電池、電機、電控)方面進行著不懈的努力和探索。然而,變速箱層面似乎已被人們所冷落,一方面是因為單速減速器結構簡單且易安裝搭載,另外最重要的是它已足夠滿足現階段的需求,所以自然不是當務之急。
金無足赤、人無完人,單速減速器的優點十分突出,缺點也是顯而易見。先來說“利”,單速減速器成本低,結構很簡單安裝標定不是問題,并且有著體積小重量輕的特點,這對于續航里程非常重要。再來說“弊”,我們曾經說過特斯拉Model S P100 D的百公里加速能秒殺蘭博基尼Huracan,但如果兩者拼極速呢?前者是Model S的旗艦款車型,在最大功率領先將近150kW的前提下,250km/h的最高時速可要比后者的325km/h差了不少。
數據是會說話的,它告訴我們,雖然電動車在起步時便達到了轉速極限,但達到一定速度后,由于沒有多齒比變速箱去幫助釋放輪上扭矩,使得電動車在中后段愈發顯得疲軟,單位電量續航能力的不足越來越突顯,這也就是固定齒比變速箱最大的硬傷和短板。試想下,如果能增加一個更大齒比的前進擋位,得出的結果將大不一樣。
還別說,特斯拉當年的首款車型-Roadster便是這么做的,雖然實際上只是1.5AT,但也可以直接反映出特斯拉對于變速箱的需求還是很大的,畢竟這是一款追求性能的電動車。然而,180kW電機和2擋變速箱的組合沒有堅持多久,特斯拉很快就放棄了這種選擇,上面所提到的諸多單速減速器的優勢到這兒則成為了它的短板。于是,特斯拉不得不改用更大的電機和電池來滿足車輛駕駛性能的需求。
【Model S工作曲線圖】
那么新的問題來了,為何電動車可以如此忽視變速箱的存在,甚至于到了輕視的份兒上。在給出答案之前,我們先來看看上面特斯拉Model S的工作曲線圖,縱坐標為功率與扭矩,橫坐標為速度。具體圖表的細節這里不贅述,大家看上圖即可,簡而言之,在我們日常駕駛的絕大多數情況下,電動車依靠這個單速減速器的扭矩輸出已足矣。
不過,傳統內燃機汽車可是恰恰相反,由于內燃機低扭非常弱,所以是不可能0轉速起步的,這也就有了“怠速”這個工況,其意義就是因為車輛需要更大的減速比,然而電動車則不需要。此外,內燃機在平順區、最大動力輸出區以及節能區這個三個區間分的非常細,各個區間范圍也比較窄,所以必須要用變速箱來調整減速比以達到最合適的轉速,這對于駕駛性能很關鍵。然而,電機的這些區間相當之寬泛,舉例來說,Model S的最大轉速可以達到16000轉,敢問哪個燃油車可以達到這個水平。
所以,為了優化沒必要優化的各個工況區間,增加變速箱帶來的額外重量、換擋頓挫、傳動損失、高成本以及對于續航的影響,顯然還不如就用一個現階段足夠用的單速減速器,這也就是固定齒比變速箱如此廣泛應用的根本原因。
兩年多以前,一家名為驅動系統設計(Drive System Design)的公司,宣布將研發一款多齒比變速箱,且AVL、Delta賽車、GKN、捷豹路虎、印度塔塔鋼鐵、Zytek等企業也針對此項目成立了聯合風險投資財團。如此大動干戈,都是因為這個世界上第一款為新能源車準備的多齒比變速箱。
這個內部代號為MSYS的變速箱主要針對電動車和混動車開發,擋位為3個,預計會在今年量產化,根據計劃2022年該公司還將開發出更加先進且適用范圍完全覆蓋電動車的多齒比變速箱。不過,這個變速箱也面臨著很多難關,比如如何降低重量、縮小尺寸,且適用于高性能電動車的需求。
寫在最后:無論是傳統車企還是造車新勢力,很多都將電動跑車或性能車視為核心業務,比如蔚來EP9、愛馳高性能超跑等。所以,在電池與電機不斷成熟、升級的路上,如果變速箱能跟上隊伍的步伐前進,對于電動車性能將是一個重大利好,同時也將成為新能源領域新的發展機遇。(圖/文 網通社 張屹鵬 部分圖片源自網絡)
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