變速箱在很多人看來,是屬於內燃機的東西,笨重,複雜,集成難度大。
而現在的電動車,由於電機本身的特性,可以不使用這種“落後”的東西。但從嚴格意義上講,大部分電動車也是有變速箱的,只不過是單速變速箱,也就是我們所説的減速齒輪。
那為什麼內燃機需要變速箱呢?理由很簡單,因為內燃機有一定的工作範圍,一般就兩三千轉,一旦過了某一節點,動力跟扭矩都會往下掉,為了能夠覆蓋所有的工作路況,發揮內燃機的最大效率,安裝變速箱是不可避免的。
下圖是一個4速變速箱扭矩速度曲線,陰影部分是不可運作區域,可以看到,如果我們增加幾個擋位,所能覆蓋的陰影面積就會越多,越能發揮延展內燃機的性能範圍。這也就是為什麼我們今天看到的變速箱有8速,9速,10速。
而電動機有相當一部分是恆定扭矩,甚至在速度為零時,都能輸出極大的扭矩,這也就是為什麼電動車的加速能力那麼強。不過隨着速度的慢慢上升,扭矩也會慢慢下降。
但總的來説,電機的工作範圍,要比內燃機寬不少。也就是説,不需要變速箱的支持,電機本身也能夠覆蓋上面所講到的陰影面積。
但是不是就表示,變速箱對於純電動車來説是累贅呢?還真不是。
不知大家有沒有一個感受,就是電動車雖然加速快,但極速頗低。
對於燃油車來説,如果有600匹馬力,上300km/h可能問題並不大,但對於電動車來説卻並不如此,你看漢EV高性能四驅版,有將近500匹馬力,極速也就185km/h。
而保時捷Taycan後驅標準電池版,動力比漢EV少了將近100匹,但由於有一個兩速變速箱的加持,極速可以達到230km/h。
所以大家可以認為,有了變速箱的加持,在高速路電機可以更高效地發揮其性能,從而達到更加節能的效果。
汽車媒體在Taycan剛出來的時候就做了一個很形象的對比。
他們把一台保時捷Taycan Turbo s與特斯拉Model S性能版放在一個10.4公里的橢圓賽道上,以120km/h的時速連續跑160km,最終推算出Taycan Turbo s可以跑出334km的里程,比EPA的數據要高,而Model S性能版只有357km,比EPA的數據少了差不多170km。
那這樣看起來,變速箱對於電動車性能確實有正向作用,但現在除了寶馬i8跟保時捷Taycan等少數幾輛車外,沒有什麼電動車車廠用。其中一個很重要的原因,就是變速箱確實是一個複雜的東西。
當時第一代特斯拉Roadster就曾經嘗試過自動兩速變速箱,但一直沒有找到合適的,然後他們想嘗試手動兩速變速箱,但加速性能大打折扣,所以最終選擇了那個經典的8.27:1單速齒比。不過,至於特斯拉現在有沒有生產變速箱的能力呢?我覺得還是有的。
而對於國內的造車新勢力來説,變速箱對於他們來説也是一個挑戰。
首先是供應鏈弱,變速箱控制單元模塊的主要供應商就博世,愛信,德爾福等幾大巨頭,對外依賴嚴重,因而會制約着企業產能的發展。
第二個是整車廠集成控制能力弱,兼顧不了變速箱的加入。跳過變速箱這一環節,毫無疑問有利於所謂的“彎道超車”。
因此變速箱帶來的效率是否能夠抵消掉所增加的成本?這是一個值得商榷的問題。不過局長認為,如果電池在未來一段時間如果沒有什麼突破,加一個多檔變速箱,也不失為一個增加續航里程的方法。