究竟為啥大多數電動汽車都沒有變速箱?真的不需要嗎?

王執臣


目前大多數電動汽車並沒有變速箱存在,只有一個單速的減速箱。包括特斯拉也是如此,但是並不代表電動汽車並不需要變速箱。憑藉著電動機恆轉矩與恆功率的特性,乘用車不需要變速箱也可以做到與燃油車等同的性能。

電動機的特性就是低轉速高轉矩。


上圖是驅動電機轉速、扭矩、輸出功率的特性圖,電動機在額定功率之前工作時,其扭矩是保持不變的,與轉速沒有直接關係,電機工作在恆轉矩區域。這期間電機的扭矩與電流有直接關係,通過調節電機工作電壓可以控制速度。通過調節供電電流可以控制電機扭矩,因此低電壓低速時電機也可以輸出高扭矩,只要調節控制電流就控制電機扭矩。隨著電機轉速增加,電機的扭矩反而下降,進入恆功率區間。這是電機的物理特性決定的,轉速增加扭矩下降,轉矩×扭矩=功率。因此達到額定功率時電動機轉速持續增加而扭矩會持續下降電機保持在恆定功率狀態下。

這種情況下,只要電動機功率足夠大,那麼完全可以不用變速箱來驅動汽車

例如某驅動電機最大功率135kw,最大扭矩為315Nm。最高轉速18000rpm,從參數來看,315Nm完全可以取代內燃機,某些2.0T發動機最大扭矩僅為320Nm,因此這樣的電機完全可以代替發動機驅動車輛行駛。這種情況下只需要配備一個單速減速箱即可,雖然電動機最大扭矩可以達到315Nm,但是仍然不能直接驅動車輪,需要一個減速箱降速來放大扭矩。


上圖是


特斯拉P85電動機性能曲線圖(與911對比),可以看出來電動機最高轉速達到1600轉/分,0-6000轉的扭矩為600Nm。儘管有著如此高的扭矩,電動機也是不能直接驅動車輪的,還需要減速箱降速來提升扭矩。特斯拉減速箱速比與主減速疊加後,最終傳動比為9.73,而電動機扭矩則放大了9.73倍,整體輸出扭矩已經接近6000Nm了。因此零百加速成績優秀,電機轉速拉到8000轉/分時,車速可以達到110km/h左右。這就是電動機的優點,利用其高轉速的特點特點可以提高傳動比來提高驅動能力。

放在內燃機上,單速變速箱幾乎是不能用的。

特斯拉的傳動比要比燃油車一檔還要高,燃油車如果用著變速箱 那麼只能滿足起步需求。而發動機最高轉速比起電機低很多,如果跑到110km/h,那麼發動機轉速已經上升到8000轉/這是非常恐怖的,巨大的震動/噪音/油耗是不能接受的,況且發動機紅線轉速不可以維持太長時間的。而放在電動汽車上,起步問題解決後 ,極速更容易解決了!那就是粗暴的把轉速拉高就可以做到了!例如轉速直接拉到16000轉/分,理論車速已經達到220km/h。

因此電機功率足夠的情況下,乘用車並不需要採用變速箱。加了變速箱反而會比較麻煩,體積重量控制邏輯都是問題,而能承受600-1000Nm的變速箱製造起來有一定難度,難以實現。而電動機功率不足,受到體積限制的情況下,必須要加裝變速箱。以便低速時放大扭矩、中速時提高轉速、這樣電動機利用率才能高一些,而乘用車只要電動機功率足夠是不需要變速箱的。


水墨丹青一世情


啥變速箱能比得上電機,電機才是變速箱的極致狀態。或者是電機本身就是變速箱


一利十會


變速箱可有可無,但現在市面上的電動汽車一般沒有變速箱,因為適用於高速電機的變速箱要求比較高,生產不出來,特斯拉就是一個例子


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