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电动车为什么没有变速器?
作者:沙龙官网    发布日期:2020-07-07 04:46


  针对这个问题,我们首先来了解一下,传统变速箱在传统汽车上的作用:传统变速箱的作用是汽车动力总成中提供传递动力源动力,通过改变传动比,实现从变速箱的作用可以看出,很大程度上,变速箱弥补了内燃机搭载在汽车上作为道路交通工具上的不足而存在的。下面就变速箱对于传统燃油车和电动车的作用进行说明:

  在谈论这个问题之前我们先看两张图,第一张为菲亚特1.4T四缸发动机的输出特性图。在普通柏油路上进行起动车辆,结合发动机输出扭矩公式:T1=9550P/n和起动时轮上扭矩计算公式:T2=μGr,只有T1 T2时,车辆才能起动。

  根据相关公式和图一发动机的输出特性图粗略计算,在发动机2500转,输出功率为65Ps左右,(T1≈250NM)(T2≈1600NM)。即使是发动机峰值扭矩输出,没有变速箱的情况下也不足以驱动汽车行驶起动,而且考虑到行驶平顺性、燃油经济性和发动机磨损、使用寿命,车辆行驶也不可能每次起步都在发动机峰值扭矩区域起动,应该通过利用变速箱让发动机保持在最佳转速区域工作。

  T1:发动机输出扭矩 μ:轮胎与路面摩擦系数(一般路面:0.4~0.6)

  图二为电动机特性图,电动机:T=9550*P/n,如图所示的电动机最大功率Pmax=150kW,电机转速为650rpm可以爆发出2200NM的扭矩,完全可以满足车辆起动的需要,而且电动车通过提升输出功率,加速性能更加强劲。如前Tesla宣传的峰值扭矩可达10,000NM的Roadster,百公里加速仅1.9秒,斩获加速最快超跑的称号。所以变速变扭这个作用对于电动车来说,需求性并不明显。

  虽然发动机通过熄火可以实现切断动力,但是在汽车实际应用中,譬如市区堵车、等红绿灯等情况是常有的事情。那么发动机反复多次启动,增加了起动机和电池的使用强度,会影响使用寿命,再者某种程度上,频繁的启停比短暂的怠速更耗油。所以,虽然发动机具备切断动力的功能,但不符合实际的使用,需要驾驶者把握精准,而且在路况条件复杂的情况下,更是需要依赖变速箱实现汽车驾驶和操控过程中的动力切断和快速实现车辆动力的衔接。

  对于电动车来说,电动车的切断动力方式,可以直接通过加速踏板(pedal)来控制提供电动机工作的电流通断。在动力通断上,和普通的电灯开关类似,相对比较简单就可以实现。因此电动车在切断动力方面,并不局限于依赖变速箱。

  内燃机本身活塞运动的为曲轴连杆机构,进气、压缩、做工、和排气这四个冲程都是依赖一定程度的惯性实现单方向的旋转而往复循环。这就导致了内燃机本身不能拥有前进和后退两种功能,因而需要依赖变速箱反转齿轮来实现轮胎的正反转。(比如AT变速箱的D/R挡)。

  而电动车,可以通过电路来控制驱动电机的旋向,实现正反转。因此,变速箱本身的这部分的机构和作用,对于电动车而言就多余了。

  结合以上传统变速箱的三大作用对于电动车的影响来看,电动车貌似不需要变速箱也可以。但目前市面上看到的电动车,其实动力结构也不单纯是一个电机直接驱动车轮的,基本都配备了一级固定传动比的减速齿轮,结构简单实用。那么谈到电动车是否需要变速箱,换一个角度去考虑,电动车在传动方面是否存在需要改善和优化的部分?大家都知道电动车起动快,但中后段加速性弱;长时间高速行驶对电量消耗速率加快……,这些都是电动车传动方面的问题。其实更多的不是需不需要,而是电动车目前是否已经能够做得到传动这一个层次的改善和优化?

  电动汽车行业标杆特斯拉,在Roadster尝试过180kW+2AT(二级自动变速箱)的搭配,但由于2AT的扭矩承受力、持续输出力矩需要增加电池容量等困难而搁置了。汽车行业内针对电动汽车的2AT市场环境、技术和供应尚未成熟。在一些顶级赛事中,其实也开始了电动车新动力结构的尝试, Formula E(电动车方程式赛事)中,捷豹I-TYPE就配备上了可模拟拨片换挡的序列式变速箱,通过赛车手的手动换挡,实现不同车速段的加速需要。相信随着电动汽车行业的发展和技术的提升,属于电动汽车的变速箱也会诞生,而不单单是2AT,也有可能是4AT、6AT…

  目前电动车的研究方向和精力是电池技术和充电效率,根据木桶原理,还是得需要攻坚电池这一块短板为重,纯粹为了噱头而舍本逐末,电动变速箱则是一块鸡肋,食之无味,弃之可惜。但若能够整合自身资源和精力,结合电动机本身动力输出特性和传统变速箱的优点进行优化考虑,把电动车变速箱做到小而精,能承受高负荷,在生产成本,节省的电能能够比增加的重量对电量消耗有积极作用时,相信将会实现电动车发展的锦上添花。

  所以我觉得做变速箱比控制电流难,现在纯电大电流基本上瞬态远多于常态,最高也不过瞬态5C充放,对锂电池无影响。设计时如果倍率太大,亦可增加电池电压以降低电流。

  于是这就是一个做电池的人的做车思维。至少我是这样的。纯电车企的设计师是否这样我这没法儿准确的评论,也没有干货支撑。

  不是说不能用而是懒得用!变速箱最主要是配合发动机工作时狭窄的转速区间进行动力输出(发动机只能在怠速转速与最高转速间工作),作用是减速增扭。纯电动汽车按照电动机初始扭矩大,变速可控范围广的特性是可以不采用变速箱的。但是如果采用一个简单的变速箱无疑可以提高电动车的路况适应能力並減小電動機的負擔,目前大部分没有采用成本的原因是一方面成本,另一方面是技术人员图省事懒得研发(风险大,周期长)。目前变速箱巨头ZF已经在开发电动汽车专用的变速箱了,题主可以期待看看。

  并不是所有的电动车都没有变速器,你说的没有变速器其实是他的传动比是固定的,而有变速器即是汽车可以有多个挡位(传动比)。固定传动比是目前大部分纯电动汽车采用的方案。由于选择合适的电机则他的的转矩和转速范围较传统的发动机来说有很大的扩展。对于纯电动汽车来说,采用固定传动比的结构可以基本满足汽车对转速转矩调节的要求,他的优点是可以省去一些传动齿轮组,同步器等,使传动系统总体的体积和重量和制造成本有所减少。但是也要注意到,固定的传动比会引起转矩转速调节的灵活性较差,同时这样的结构对电机的最大转速转矩等要求较高,同时当需要电机高速运行时,电机即运行在高转矩大电流状态,这会造成电机利用率的降低,进而影响到汽车续航里程。所以,也有一些电动汽车采用2挡位或者3当为的变速箱,来弥补单档传动的这些缺点,使汽车的动力性以及续航能力得以提升,与此同时多传动比结构下,对电机和电池的要求会有所降低,这也是多挡传动的优点。

  电机调速可以在60%以上调速范围能达到效率70%以上,控制策略做得好,调速范围可以更大,效率更高,一些低速场合也会加变速器的

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