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电动汽车传动系统未来:多挡变速箱优势分析

导读: 大部分电动车仅通过匹配结构紧凑的单级变速箱,就可以达到普通动力车型的性能,于是作者就此提出,在未来大规制造常规变速箱的场景将成为历史。这个观点指出,“多挡位”变速箱属于内燃机时代的“遗留产物”,难道果真如此?

  大部分电动车传动部分结构都极为紧凑,只能装配单机变速箱,这使电动机长期处于临界点运转,降低了动力的输出的效率,不过宝马i8为解决转速临界问题率先装配上了一台2AT。

  曾经在一篇关于变速箱的文章中看到,大部分电动车仅通过匹配结构紧凑的单级变速箱,就可以达到普通动力车型的性能,于是作者就此提出,在未来大规制造常规变速箱的场景将成为历史。这个观点指出,“多挡位”变速箱属于内燃机时代的“遗留产物”,难道果真如此?

  被变速箱拖累在终点的特斯拉

  以性能最好的电动车特斯拉Model S P85(以下简称Model S)为例,它可以轻松赢在起步,但在中后段加速却频输对手。究其原因,问题就出在特斯拉匹配的单级变速箱上,它使特斯拉始终在用一挡,完成从起步到最高时速的行驶。这相当于开一辆燃油车,用一挡起步后不换挡行驶,直到转速被拉高至红线区,发动机不能回到最佳扭矩输出区间,再加速动力被大幅削弱。同样特斯拉“再加速潜力”,也被这个一挡走天下的单级变速箱拖累,才会在中途被对手超越。

  单级变速箱降低特斯拉续航潜力

  单级变速箱造成电动机产生的扭矩输出一气呵成,也许不间断的动力输出对起步加速有利,但却不利于车辆的经济性与舒适性。尤其是为追求性能采用高转速电动机的Model S,它配置的高转电动机功耗较大,并且单级变速箱一挡大齿比,造成车辆巡航状态也处于较高的转速临界点,经济性不高。

  至于效率的打折有多严重,可以看看采用47.5千瓦时电池容量的腾势,最佳续航里程在250公里左右,而Model S配置了容量达到85千瓦时的锂电池组,最佳续航里程为400公里左右,特斯拉高出腾势近一倍电量,续航里程却没有翻倍。

  多挡变速箱优势在哪里?

  多挡位变速箱相比固定挡位对动力输出的损耗更小,能提升发动机的动力输出效率,这正是研发人员乐此不疲地对变速箱挡位数极致追求的关键,考虑到轻量化以及体积的问题,变速箱也不会无限制的增加挡位。所以如果能匹配一个速比范围合理的多挡变速箱,来优化电动机动力爆发的时机,那将会大幅提升经济性,其次是持续加速性能。

  说完了一个挡的缺点,多个挡的优势,电动车厂商们却依然在使用单机变速箱,这是何苦?关键在于单级有结构极为紧凑的优势,体积远比普通变速箱小很多,它不需要离合器(电动机输出轴直接连接变速器,而非内燃机用飞轮),电控换挡结构也比液压更简单可靠。单级变速箱正是利大于弊,主要性能已经满足当前的使用,所以才被广泛使用。这不是说厂商们已经放弃了提升经济性,只是现在还无暇顾及。GKN已经推出量产电动机用两级变速箱,虽然从挡位数看还有点名不副实,不过从宝马i8装配它后的性能表现看已经优于单级变速箱。

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