在传统的燃油车上,发动机必须搭配变速箱,主要的目的是通过变速箱各个齿轮之间的齿比搭配,来改变输出端的转速,进而改变输出扭矩。这样就可以在不改变发动机功率的情况下,让汽车在不同的车速工况下,保持高效的状态。
然而在新能源汽车上,却很少出现变速箱。主要有几个原因。
能源上的差异内燃机使用汽油作为能量来源,可以理解为是热能的一种。而电动汽车使用的是电能。从热力学的角度来说,电能的等级要高于热能。
内燃机发展了几百年,热效率达到40%以上,已经算是很高的水平了,而且这个最佳热效率,还是在特定的工况下,才能实现。
但是电动汽车上的电机,从3200转到9000转的工况区间,电动机都可以拥有90%以上的运转效率。
所以传统的内燃机需要用变速箱,来弥补各个转速区间的不足,但是电动机却不需要。以汽车起步为例,内燃机在低转速时,由于汽油燃烧、活塞阻力、环境影响等原因,低扭表现都严重不足,必须要使用变速箱放大扭矩,才能推动汽车前进。
但是电动车的能量,是以离子形式存放在电池包内,电能做功可以理解为离子向一个方向移动,无论车辆起步需要多大的能量,只要电池包里的电能充足,就可以实现快速调用,而且转子和电极不接触,所以不会因为摩擦造成能量损失,所以电动汽车都有恐怖的初段加速能力。
倒车操作的不同燃油车想要实现倒车,必须增加一组齿轮,才能顺利完成倒车操作。
但是电动车,只要利用开关改变电流方向,使正负极位置交替,就可以轻而易举地完成换向操作。如果没有软件程序的干扰,电动车即使是倒着开,也同样能达到正着开的速度。
制造成本较高电动汽车需要安装横梁来固定电机,还要安装大量的电池包。所以电动车即便少了发动机和变速箱,也依然没有变得更加宽敞。
如果硬要给电动车装上变速箱,不仅要额外增加变速箱的成本,还要花费大量时间对变速箱进行调校。在很多新能源车企,根本找不到变速箱工程师的岗位,所以给电动车安装变速箱,不仅费时费力,甚至还会增加电动车后续的保养成本。
四驱匹配太难很多电动四驱车型,为了不使用传动轴,都会采用前后双电机的配置,如果采用变速箱,就需要增加中央差速器和传动轴,会大量侵占电池包的空间,而且可能还要安装前后两个变速箱,如此一来,研发和制造的成本都会成倍的增加。
所以说,电动汽车由于不存在起步、提速方面的压力,高效运行的工况范围也更广,所以电动汽车的电机对变速器的依赖很小。
急速工况会有影响唯一影响的,可能就是在极速工况,因为电动机在高速运转时,两个磁场之间互相会产生干预,导致电动机的马力下降,进而影响到车辆的再加速能力和极速性能。
所以一些追求极速的车企,还是给电动车装上了变速箱,比如保时捷,在后轮电机上安装了采埃孚定制的2速变速器。
低速时可以与前轮电机配合达成四驱模式,保留加速性能,高速的时候拥有更好的电量控制,还大大提升了车辆的极速能力。
所以说,电动车其实也可以搭载变速箱,只是由于成本和匹配的问题,很少在家用车上出现。