为什么纯电动车集体“减配”变速箱?
我的答案是,给纯电动车装变速箱箱,既没必要(性能足够强,不需要变速箱打辅助),也不值得(成本远远超过产出),所以车企普遍选择“减配变速箱”。
为什么说给纯电动车装变速箱,既没必要又不值得呢?
今天的文章主要解答上述两个问题。
燃油车之所以需要变速箱,是因为发动机有几个致命的“缺点”。
第一个缺点是发动机只有达到一定转速时才能产生扭矩,0转0扭,要想起步,必须打火。
第二个缺点是发动机只有在特定转速时才能输出最大功率,没到或超过,功率都下降。
第三个缺点是燃油经济性受工况影响非常大,超高速和超低速都很费油。
没有变速箱,汽车的性能就像骑普通自行车跑河北天路,非常拉胯。
拉胯到什么程度呢?如上图所示,随着速度V的增加,发动机功率的调整范围非常窄,能达到实际最大功率的速度区间非常窄。
这样的车,起步速度慢,加速性能差,而且不省油,大概率卖不动。
装上速比不一样的变速箱,就像变速自行车的高低速挡一样,低速起步时放大发动机扭矩,爬坡不费劲;高速时调节发动机最大转速,轻松省力。
还可以随时随地在针对车速的变化调节,尽在掌握。
加入一个简单的变速箱,就可以解决很多实际问题。挡位越多,发动机能适应的车速、坡度范围就越广。
所以,4AT、6AT、8AT、10AT等迭代速度很快,手动挡这边也逐渐普及6MT甚至7MT。
电动机没有燃油车那三个致命的“缺点”。
电动机天生高效区间就非常宽广,且转速非常高,适配的转速和车速非常宽泛。
以比亚迪TZ290XSA(重卡用,峰值扭矩550Nm)电机为例,可以看到,整个效率Map图上几乎都是红色的高效率区域,深红色的超高效率区间面积也非常大。效率低的区间很少,主要集中在深踩电门起步(低转速高扭矩输出)和高转速极低扭矩输出时。
反观丰田高效发动机之一的A25A-FXS 2.5L四缸机,超高效率的深红色区间很窄。
综上所述,电动机的特性决定了它对变速箱的需求很低。即便没有变速箱,电动机的效率也可以远高于发动机。
在目前所有量产乘用车里,给电动车装上多挡自动变速箱的只有特斯拉第一代Roadster、上汽荣威Marvel X和保时捷的Taycan。
九牛一毛。
即便将多挡自动变速箱上车,带来的电耗影响也不大。
根据徐鑫博士在《两挡电动汽车换挡规律及电机控制策略研究》中的对比。
假设为一辆整备质量在1.6吨左右,电机最大功率80kW,峰值扭矩255Nm的车装上2挡AMT变速箱,那么性能上的差距如下:
单挡电动车模拟百公里电耗为14.67度电,两挡变速箱电动汽车则为14.10度电,差距极小。
切换成WLTC工况,加装变速箱前后的耗电量差距也不足1度电。
加装变速箱带来的节能效果,远不如减重(特斯拉一体压铸)、优化风阻(蔚来全新ES8风阻仅0.25)、提升动能回收效率、加大电动车功率(特斯拉碳纤维套筒转子电机,20000rpm+,配有扭矩矢量分配装置)来得实际。
所以,给纯电动车装变速箱,是一个吃力不讨好的事儿。