【科普】电动汽车为什么不用变速箱来控制转速?

2015-11-26 09:56

吃瓜天狼

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　　电动汽车为什么不用变速箱来控制转速？首先，内燃机低转扭矩小，最大转速低。其次，变速箱对改善驾驶性的效果有限，相对于增加变速箱带来的降低传动效率，增加车重，增加成本，就很不值当。

　　首先，电动机的最高转速比一般汽车用的内燃机要大得多。

　　比如特斯拉ModelS的最大转速是16000转，日产Leaf(启辰晨风)也有10390转。而一般的汽车内燃机红线转速也就6000转，跑车也就8000转。在单减速比的情况下，车速和发动机转速成固定比例。其公式是：

　　车速=发动机转速/减速比x车轮半径x2Pix60(将每分钟转速换为每小时转速)/1000(将米换为千米)

　　假设内燃机汽车的最终减速比和轮胎半径都跟电动汽车一样，那么电动汽车能够达到的速度就会比内燃机汽车更高。

　　其次，因为内燃机的低转扭矩较差，所以实际起步需要的减速比还要更大，进一步使得内燃机汽车没办法通过一个减速比匹配行驶需要的速度。

　　如果只看最高转速和最高车速的关系的话，也并不能完全解释为什么内燃机汽车不需要变速箱。日产leaf电机最大转速是10390转，最高车速是150kph(公里/时)，本田思域1.8的红线转速是6700转，如果最终减速比和轮胎半径一样的话，最高车速应该能达到96.7kph，日本本土高速公路限速90kph，不考虑超速的问题的话，难道日规思域就不需要变速箱了吗？

　　甚至还有些高转发动机，比如思域Type-R，马自达的转子发动机，以及各种摩托车发动机，乃至F-1赛车，曲轴转速上万，跟电机差距并不大，为什么也需要变速箱呢？

　　首先，轮上扭矩=发动机输出扭矩x减速比，减速比越大，发动机经过放大后实际在车轮端输出的扭矩就越大。发动机在转速为0的时候扭矩是趋向于0的。所以0转速起步根本就不可能，都需要怠速起步，而且还需要一个比较大的减速比来放大扭矩。但电动机在转速为0的时候就可以输出最大扭矩，不但不需要怠速，而且减速比也可以做得相对比较小。

　　日产leaf的最终减速比是8.1938，相比之下，本田思域自动版的1档变速比是2.666，主减速比是4.437，所以1档时的最终减速比是2.666x4.437=11.829，明显高于leaf。那么这个civic在一档达到的速度值相比leaf就还要更低得多。根本没办法满足甚至是道路限速内的行驶需要。

　　关于上面这两点，计算的例子请参照《电动汽车为什么不需要很多前进档？》——无往的回答，这里为了大家参考阅读方便，把这部分贴过来。