电动汽车有变速器吗,纯电动汽车到底要不要波箱

不请自来:我是纯电动车主电动汽车有变速器吗,开纯电动车已经两年了。

电动汽车有变速器吗,纯电动汽车到底要不要波箱

对于绝大多数自主品牌生产的那些以燃油车改造来的电动车来说,有变速箱,不过这个变速箱有名无实,只有固定传动比,准确来说叫单级减速器更恰当。

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因为只有一个档位,纯电动车的车速和电动机转速始终成正比,速度越快转速越高。以我这辆帝豪EV来说,时速100公里的巡航转速高达6700转,已经超过了大多数涡轮增压汽油车的红线转速。和汽油车相反,纯电动车并不擅长跑高速,尤其是100km/h以上,不仅加速开始乏力,耗电量也噌噌地涨。

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相比之下,汽油车一直在努力地通过多档位不断降低发动机的高速巡航转速,以便压榨燃油经济性。就拿我自己的蔚揽来说吧,一个6速DSG双离合变速箱,同样100km/h巡航,转速只有1700转,120km/h也不过2050转。为啥纯电动车就不学汽油车多弄几个档位把巡航转速降下来呢?

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电动机是把电能转化成机械能,内燃机是利用化石燃料的化学能转化成机械能。能量特性和物理结构的不同,让电动机的低转扭矩更强、峰值转速高。目前国内所有自主品牌的A级纯电动车,电机的红线转速都在每分钟10000转以上,并且不到1000转就能爆发最大扭矩。而家用汽油车的红线转速只有6000-7000转,少数自然吸气性能车和超跑也不过8000-9000转。峰值扭矩即便是调校优秀的涡轮增压发动机也要至少1200-1500转才能爆发。这就使得同一个传动比下,电动机能覆盖的车速范围比汽油机大得多,同时电动机也不需要怠速,可以0转速起步,并且不用像内燃机要配一个传动比很大的1挡来确保顺畅起步。

轮上扭矩(输出扭矩)=发动机或电动机扭矩(输入扭矩)*传动比(也叫减速比)。帝豪EV红线转速12000转,虽然只有一个档,但这个挡的传动比其实比一般汽油车的1挡要小得多。车速30km/h对应转速是2000转,刚好相当于蔚揽2挡的水平。但帝豪EV的红线转速比蔚揽高了1倍,12000转时可以开到180km/h,这也是这台车的理论最高车速。而蔚揽要想保证发动机不受损,90km/h 6000转就必须升档或断油了,再加速就要依赖3、4、5、6挡接力了。往低了看,电动机的低扭强大,帝豪EV以这个传动比0转速起步毫无压力,而蔚揽如果硬要2挡起步,就需要离合器从起步到20km/h都持续半联动滑磨并配合比较大的油门才能实现,这样的后果是车子激烈抖动,离合器大力度滑磨,传动效率低,长期下去离合器必然早衰,这就需要传动比更大的1挡帮忙。

另外,电动机的安静平顺工作区间、最大动力区间和最佳油耗区间都比内燃机宽泛得多,而且这三个区间是有重叠的,但汽油机的这三个区间几乎永远无法同时满足。一般的四缸汽油机,从2500转起,发动机就开始聒噪了,震动也更明显,声浪的颗粒感很强,不如6+缸发动机悦耳;发动机浪费在内耗(机械损失,包括进排气阻力和汽缸摩擦等等)上的能量会随着转速的攀升而增加,从而更费油;高转速下动力太过敏感和暴躁,不适合日常驾驶。而电动机因为没有曲轴和活塞运转的机械振动和油气燃烧,0-6000转以内都安静得难以察觉,即便6000转以上的高频电流声也不会盖过风噪和路噪,而且始终平顺如一。不得不承认,在这些方面,电动机确实比内燃机有很大的先天优势。对家用车的速度范围来说,这种固定齿比变速箱完全够用。

现在越来越多的汽车厂家开始生产电动汽车,国家的政策也大力支持电动汽车的发展,因此它的保有量越来越大,很多老司机也愿意尝尝鲜。但是大家看遍所有的电动汽车却发现,它都是自动档的,压根就没有手动档,这让老司机情何以堪啊?技术发挥不出来嘛!那么电动汽车为什么不设计手动档的车型呢?

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其实电动汽车不仅仅没有手动档,就连你看到的自动档都是假的,因为它根本就没有变速箱!没有变速箱!没有变速箱!(重要的事要说三遍)。它的动力源是一个电动机,动力从电动机输出后,经过一个固定传动比的减速机构直接驱动车轮。并不像大家想象的那样,电机带一个AT变速箱或者CT变速箱,然后由变速箱来改变速比、改变车速。你所看到的“P、R、N、D”其实只是控制电机的转动方向,让汽车前进、后退或者停止,但是压根就没有变速的作用。

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那么电动汽车是如何改变车速的呢?答案就是由电动机的转速来调节。大家要知道,电动机的动力输出特性与内燃机的动力输出特性是完全不同的:电动机只要通电转动就会输出最大扭矩,并且转速调节范围极为宽泛,可以实现从零到几万转的无级调节,在这个过程中扭矩变化很小,始终保持最高的动力输出,想要改变车速,直接改变电动机的转速就可以了。比如电动机转速在1000转/分钟时车速是10公里/小时,想要提高车速,只要踩下加速踏板,直接提高电动机的转速,这样电动机转速在5000转/分钟时车速是50公里/小时,电动机转速在10000转/分钟时车速是100公里/小时,等等。由于在加速过程中电动机始终处于最大扭矩区间,所以加速极为迅猛,这也是很多电动汽车加速快的原因之一;并且在这个过程中没有传动比的改变,加速过程也极为平顺,没有任何顿挫。

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还有些电动汽车使用的是轮毂电机,这种驱动方式就更简单了,连减速机构都省略了。动力电池直接将电能输送给轮毂电机驱动它旋转,带动汽车行驶。车速直接由轮毂电机的转速决定,驱动车轮转动的扭矩也始终处于最大值,根本不需要减速机构来降速增扭。这种情况下,车内的换挡杆(或换档旋钮)改变的只是电动机的电流方向,没有任何变速的作用,所谓的“自动档”其实也是假的。

那么普通的内燃机为什么必须匹配变速箱呢?这主要是有内燃机的动力输出特性决定的。内燃机只有在转速达到一定程度后才会发出较大的扭矩,并且这个最大扭矩平台范围较小,发动机只有在这个转速范围内才有较好的动力性能,实际工作区间很小。在这种情况下,依靠发动机转速调节车速是不现实的,或者只能调节很小的一个范围。比如说普通车型的一档,车速只能从零到四十公里/小时,并且很多时候都不是在最佳的转速区间工作,发动机的动力性能和经济性都不好。

如果有了变速箱,结果就完全不同了。它承接发动机的动力后,根据汽车行驶的实际需要,挂入合适的档位,将发动机的动力放大或者缩小,再经过驱动桥驱动车轮;同时把车轮上的阻力反馈给发动机,让发动机适时的调整自己的工况。一款优秀的变速箱,可以通过自身档位的切换,让发动机始终工作在最佳的工作区间,达到动力性最强、油耗最低的目的。可以这样说:发动机是汽车的心脏,变速箱是汽车的大脑,它最大的作用就是精确的分配发动机的动力。

不过电动机转速过高时,它的效率和扭矩也会降低,这主要是由于电动机内部的感抗和阻抗决定的。因此,现在也有一部分电动汽车搭载了两速变速箱,目的是降低电动机的转速,提高电动机的效率。不过还真有几款国产车型上面搭载了手动变速箱,比如开瑞K50EV、东风御风EV、力帆650EV(魔改版)等,它们如此搭配的理由是适应汽车高负荷工况的需要。不过说实在的,我是没有看出它的必要性,它完全可以靠电动机自身的调速来完成这项工作。我个人觉得背后一定有不可告人的秘密,很有可能是在电动机上偷工减料了。

2022-06-10

2022-06-10