電動(dòng)汽車，雖然沒有了發(fā)動(dòng)機(jī)，但是采用中央電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，如果沒有配備變速箱，作為工程師都知道，這就有些不太專業(yè)了。但是如果直接采用目前傳統(tǒng)變速箱，又未免有些說不過去。筆者的體會是，發(fā)展電動(dòng)汽車，選用變速箱已經(jīng)是一件十分尷尬的事情了。

一、電動(dòng)汽車發(fā)展，到底要不要取消變速箱

如果電動(dòng)輪可以應(yīng)用到電動(dòng)汽車上，即乘用車用上輪轂電機(jī)，肯定沒有變速箱了。特斯拉純電動(dòng)汽車，前后橋上，配備了兩個(gè)不同的電機(jī)，也就不存在變速箱了。目前中國的純電動(dòng)公交車基本上是由中央電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，也沒有變速箱了。業(yè)界對電動(dòng)汽車到底要不變速箱的討論比較激烈，大家都有各自的道理。

圖1變速箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

①中央電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，又必須要配變速箱。但是目前傳統(tǒng)的4-6檔變速箱不適宜;

②傳統(tǒng)4-6檔變速箱技術(shù)已經(jīng)成熟，而2檔變速箱適宜于電動(dòng)汽車，卻要重新開發(fā);

③電動(dòng)汽車發(fā)展方向是四個(gè)車輪配電動(dòng)輪的。這個(gè)技術(shù)進(jìn)步的速度，目前很難把控，而2檔變速箱要重新開發(fā)，再到市場成熟，也是要時(shí)間驗(yàn)證的。就是現(xiàn)階段的2檔變速箱，其規(guī)格也是相當(dāng)多的。

筆者理解，沒有辦法，邊做，邊看吧。

二、傳統(tǒng)燃油車為什么要配變速箱?

無論是電動(dòng)汽車還是汽車，是否要配變速箱?我們先看一下，傳統(tǒng)燃油汽車為什么要變速箱?沒有變速箱是什么情形?

傳統(tǒng)變速箱的基本功能，是協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和車輪實(shí)際行駛速度的變速裝置。發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是：

①轉(zhuǎn)速過低則無法輸出轉(zhuǎn)矩，沒有轉(zhuǎn)矩車輛無法啟動(dòng);

②轉(zhuǎn)速過高則會處于一種低效的工作狀態(tài);

③合理轉(zhuǎn)速區(qū)間在1000-4000rpm。

發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩曲線是指將發(fā)動(dòng)機(jī)功率、轉(zhuǎn)矩與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系以曲線表示如下，見圖(2)。

圖2發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線和部分負(fù)荷特性曲線

工程上為了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在合理的區(qū)間，開發(fā)了變速箱，來調(diào)整減速比，確保車輛正常工作。

傳統(tǒng)燃油車，先是4-6檔手動(dòng)變速箱，后來又開發(fā)出自動(dòng)變速箱。無論手動(dòng)變速箱還是自動(dòng)變速箱，原理上是比較簡單。但是車規(guī)級的變速箱，其產(chǎn)品技術(shù)含量是很高的。中國傳統(tǒng)汽車落后于發(fā)達(dá)汽車國家，具體就體現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱技術(shù)上。

三、中央電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車為什么還要配變速箱?

中國發(fā)展純電動(dòng)汽車，還有一個(gè)基本目的，即擺脫傳統(tǒng)汽車發(fā)達(dá)國家變速箱技術(shù)的控制。目前來看，電動(dòng)汽車總體上，還是中央電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車。下面是電機(jī)效率圖。

圖3電機(jī)效率圖

注：圖(3)橫軸是電機(jī)速度，縱軸是轉(zhuǎn)矩，藍(lán)色區(qū)域?yàn)殡姍C(jī)的低效率區(qū)域(80%-90%)，紅色區(qū)域?yàn)楦咝蕝^(qū)域(90%-93%)。

電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)相比，其特點(diǎn)是：

①工作范圍較廣(一般在0-15,000rpm)，而發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速在4000rpm以內(nèi);(注：國外的電機(jī)有的是：20,000rpm);

②在低轉(zhuǎn)速甚至零轉(zhuǎn)速下也可以輸出很大的轉(zhuǎn)矩;

③高轉(zhuǎn)速的情況下，電機(jī)的效率和扭矩則會急速的下降。

如果有變速箱支持，變速器的作用就是使電機(jī)盡量工作在高效率的轉(zhuǎn)速區(qū)間，從而達(dá)到降低損耗、提高續(xù)航里程等效果。

四、為什么目前純電動(dòng)公交車和電動(dòng)貨車卻基本沒有配變速箱?

①純電動(dòng)公交車最高速度設(shè)計(jì)為79公里/小時(shí)，而實(shí)際運(yùn)營速度在35公里的水平上。低速時(shí)，要求大扭矩。電機(jī)特性能滿足這個(gè)要求。所以說，純電動(dòng)公交車被證明沒有必要配變速箱，是可以的;

②城市物流的電動(dòng)貨車，目前車速實(shí)際運(yùn)營速度也不高，不配變速箱，也能應(yīng)付;

③4.2米車廂電動(dòng)貨車，由于目前動(dòng)力電池比能量還是比較低，高速跑長途，還不現(xiàn)實(shí)，配變速箱的要求，也不是很迫切。

筆者觀點(diǎn)是：

①純電動(dòng)通勤車，目前是中央電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下，配2檔變速箱是比較合理的;

②如果比能量突破300wh/kg，4.2米車廂電動(dòng)貨車，配2檔變速箱是比較合理的;

③如果動(dòng)力電池比能量突破400wh/kg，長途電動(dòng)客車、長途電動(dòng)貨車，配2檔變速箱是比較合理的，估計(jì)是到2025年以后的事情了。

五、變速箱最后會不會取消呢?

①中央電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式，將會存在比較長的周期，如果動(dòng)力電池比能量得到提升，超過350wh/kg后，2檔變速箱一定被普遍用起來;

②如果電動(dòng)乘用車都采用特斯拉在前后橋上，直接配2個(gè)不同的電機(jī)，變速箱對于)乘用車就基本就沒有市場了，這個(gè)可能性比較大;

③如果電動(dòng)輪運(yùn)用成功，變速箱就沒有生命了。目前還沒有數(shù)據(jù)，能支持這個(gè)結(jié)論。尤其是，長途電動(dòng)大客車、長途電動(dòng)貨車，還是要變速箱支持的。

筆者的觀點(diǎn)，中央電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下，如果不配變速箱，對減速器總成的要求就高了;如果是電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)，減速器總成尤其關(guān)鍵。

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