定位中
熱門城市:
北京
上海
廣州
深圳
杭州
南京
退出
『卡叔說車』論兩擋減速器的價值:采埃孚也開始玩兒,真成趨勢了?
來自:電動邦
作者:卡叔
2019-08-19 09:19:00
手機瀏覽

電動車到底要不要裝變速器的話題由來已久。在國內(nèi),之前因為WEY P8和長安CS75 PHEV都在后橋上配備了舍弗勒的兩擋減速器,一度增加了“支持者”的陣營。在全球,研發(fā)和提供“電動車變速器”的廠商,也并不是舍弗勒一家。

如今,支持者又有了新論據(jù)。不久前,“變速器界”有名的采埃孚,也發(fā)布了它的首款電動車兩擋減速器。照這個趨勢,是不是意味著電動車如同燃油車一樣,要開始進入“裝配變速器”的時代呢?

Tips:最早的汽車,也是沒有變速器的。1889年標致發(fā)明了首個變速器,之后變速器由最早的2MT發(fā)展到現(xiàn)在的10AT。

▲采埃孚的兩檔減速器

■  電動車不配變速器,與一百多年前的燃油車有本質(zhì)不同

電動車會像燃油車發(fā)展那樣配變速器——這個思路看上去好像“很順”,但原理上是有本質(zhì)不同的。

一百多年前奔馳弄的那臺三輪汽車,之所以沒有變速器,不是緣于“有沒有必要”,而是“壓根不會”。因為在此之前,只有馬車,根本就沒有所謂變速器這種“東東”。現(xiàn)在的電動車顯然不是這樣。變速器技術的發(fā)展已經(jīng)非常成熟,甚至到了有點BT的程度。

有人說,因為電機的扭矩大、轉(zhuǎn)速高,所以匹配變速器的難度要大于燃油車。例如早期特斯拉就是想用兩擋減速器的,但因為技術難度大沒搞成。這看似有理,但其實也絕非真正的障礙所在。特斯拉是不是真正沒搞成兩說(更大程度上是因為后來覺得沒必要)。即便是,這也不能說明技術門檻太高。要知道,特斯拉的牛逼是在電池和電驅(qū),變速器這塊兒,它跟各路汽車大佬比起來,還是“雛兒”。

特斯拉也沒有采用兩檔減速器

所以電動車發(fā)展了這么多年,(乘用車領域)大多不用變速器,真正的原因還是覺得“沒必要”。而這(有沒有必要),恰恰也是本期話題爭論的焦點。

■  電機工作原理的不同,確實有“沒必要”的基礎

有人說,電動車沒必要配變速器,是因為它有控制器,可以調(diào)頻來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的大幅改變。尤其是有相當一段區(qū)間,實現(xiàn)功率恒定而轉(zhuǎn)速持續(xù)提升,相當于電機本身就已經(jīng)會“變速”了,因此完全沒有必要再疊加一個變速器。

這個說法有一定道理,但其實歸根結底,還是表現(xiàn)為電機的轉(zhuǎn)速范圍寬泛。尤其是感應異步電機,例如像特斯拉的主力電機,就可以通過線圈電流的控制來改變磁場,從而達到上述目的。這也使得其電機的轉(zhuǎn)速范圍異常寬泛(例如0-18000轉(zhuǎn))。

轉(zhuǎn)速范圍寬泛只是一方面。更關鍵在于電機從靜止就能維持峰值扭矩的特性,這是燃油發(fā)動機比不了的。燃油車,正常起步一般也就1500轉(zhuǎn)以下,此時的發(fā)動機扭矩距離峰值扭矩還有相當距離(尤其是自然吸氣發(fā)動機)。所以燃油車初始齒比必須足夠大。

▲即使是渦輪增壓發(fā)動機,峰值扭矩表現(xiàn)也難比電機

然后才是轉(zhuǎn)速范圍。燃油車的轉(zhuǎn)速峰值一般只有7000轉(zhuǎn),再配合大齒比,如果只有一個擋的話,極速會很悲?。ú坏?00公里/小時)。

▲特斯拉電機的工作特性曲線

這其實也不是最關鍵的。否則燃油車配個兩擋、頂多三擋變速器也就足夠了。關鍵是燃油發(fā)動機的高效轉(zhuǎn)速區(qū)間太過狹窄,一般也就1000多轉(zhuǎn)。而且它脫離這個轉(zhuǎn)速區(qū)間以后的燃效曲線非常陡峭。說人話就是:低于這個轉(zhuǎn)速或高于這個轉(zhuǎn)速,油耗會大幅度提升。所以必須用多擋位變速器,讓發(fā)動機盡可能在高效工況下工作。現(xiàn)在動不動8個擋10個擋,主要就是被“燃效”逼的。

電機也存在最佳能效轉(zhuǎn)速范圍。但一來,這個轉(zhuǎn)速范圍很大,二來即便脫離這個轉(zhuǎn)速范圍,其燃效曲線也不陡峭。也就是說,即便不在最佳轉(zhuǎn)速范圍工作,電機的效率也不會大幅度降低。

■  兩擋減速器與改善電機特性之間誰更劃算是關鍵

太多檔位對于電機來說沒必要,這一點基本上就能達成共識。爭論的焦點是:兩個擋位也沒必要嗎?例如在高速狀態(tài)下,切換到小一點的齒比,讓電機轉(zhuǎn)速別動不動八千、一萬轉(zhuǎn),這不是可以提高效率嗎?

理論上確實沒錯,但實際上卻并不一定。

首先,電驅(qū)到底什么工況下才需要改變速比?按照采埃孚的數(shù)據(jù),它的換擋速度為70公里/小時。那是不是意味著70以上的速度,就用變速器合適呢?顯然不是。

一款電動車在多高速下依然可以維持高能效,與電機的設計、減速比的設計密切相關。例如,我們?nèi)绻嵘豢铍妱榆嚨呐ぞ?,讓它可以獲得更小的齒比;或者提升電機功率和轉(zhuǎn)速,改善電機高效轉(zhuǎn)速范圍,這些都可以保證它在120公里/小時以下的車速范圍內(nèi),擁有高效的運轉(zhuǎn)工況。

事實上像特斯拉的各款車型,比亞迪的唐、宋之類,以及蔚來等等,它們在120公里/小時以下的工況,電機效率都不低?;旧蠜]有再為其疊加變速器的必要。

既如此,為何采埃孚給出的換擋速度是70公里/小時呢?其他兩擋減速器,切換速比的速度,也都不到120公里/小時。

很簡單。一來,既然配備了兩擋減速器,自然也就沒必要再配備更大扭矩的電機。如此,這類電機的高效工況有可能低于120公里/小時。二來,既然是兩擋減速器,它的一擋齒比會明顯大于單減速器,那么它的一擋自然不能支持過高的車速。

Tips:WEY P8的兩擋減速器,一擋綜合齒比超過14,而像特斯拉Model S的綜合齒比還不到10,比亞迪的電機多數(shù)也在10上下。

于是問題來了:要實現(xiàn)這一點,需要提升電機的功率和扭矩,這無疑會增加成本,也會增加電機的體積和重量。那還是應該給它配兩檔減速器合適。

如果你的兩擋減速器可以零成本、零重量,那確實如此:誰都應該配備兩擋減速器。問題恰恰是,兩擋減速器的成本和重量都很“可觀”,“可觀”到足以抵消增加電機功率扭矩帶來的成本和重量。

既如此,我們與其勞什子地去配個兩擋減速器,還不如把心思花在優(yōu)化電機技術、提升電機性能上。事實上,從特斯拉到比亞迪,乃至蔚來等等各路電動大咖,都是這么想、也是這么干的。

▲寶馬i8采用的GKN兩擋減速器,兩檔速比分別為11.38和5.85

■  小結

至此我們大致算是梳理了電驅(qū)動與變速器之間的關系??梢钥隙ǎ婒?qū)動不可能像燃油車那樣,從單一齒比發(fā)展為多擋位變速器。這是由于電機的驅(qū)動特性決定的。

那么兩檔減速器呢?按照本文的分析,似乎也是“沒必要”。然而這又如何理解舍弗勒、采埃孚它們的動作呢?作為國際大牌的供應商,推出這樣的技術上已經(jīng)趨于成熟,并在一些車型上量產(chǎn)的產(chǎn)品,絕不可能是簡單地拍腦門。

到底為什么會有電驅(qū)動的兩擋減速器的存在,它們到底是“劍走偏鋒”還是真正具備“存在價值”?伴隨著這類技術的成熟,它又會不會在電驅(qū)動車輛上大面積普及呢?關于這些,咱們下回接著說。

* 部分圖片來源于網(wǎng)絡,如有侵權請告知刪除
收藏
分享到:
最新文章
難,而正確!仰望U9紐北刷出自主新高度
超大方盒子,帶云輦-P,乾崑智駕ADS 3.0,方程豹豹8正式上市
32.28萬元起,傳祺新能源E9超級快充版,8分鐘回電至80%
交付月月頂流,深藍汽車為什么能成功?
三項專屬定義稀缺,歐拉好貓周年紀念版售價12.98萬元
對話上汽榮威高層:油耗『破2進1』我們有信心
又一款『998』,續(xù)航超2200km,榮威DMH雙車上市
沒有四個圈,但更科技范!實拍上汽奧迪AUDI E概念車
奧迪·上汽合作發(fā)布新品牌AUDI,概念車AUDI E全球首秀
『空間怪物』+圖靈AI智駕+豪華標配,小鵬P7+18.68萬元起
2024(第二十二屆)廣州國際汽車展覽會即將盛大開幕
具備3C快充,碳化硅電機,還帶激光雷達,不到17萬的AION RT拼了!