电动汽车有变速箱吗,电动汽车加上变速箱是不是极速可以秒杀所有汽油车

欧拉iQ电动汽车有变速箱吗,最大功率163马力,最大扭矩280牛米,0-100km/h加速8.21秒。老款320和新款325,最大功率184马力,最大扭矩分别为270牛米和300牛米,0-100km/h加速实测分别为8.0秒和7.54秒,都比欧拉iQ要快,如下图。

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你能看到欧拉起步领先3系,是因为电动机起步就能输出峰值扭矩,同时3系没有弹射起步,因此初段功率比3系高。等3系转速拉起来,实时功率反超欧拉,自然就会追回这个差距甚至反超。

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汽车的极速取决于动力系统的最大功率以及最高转速,哪个先到就以哪个为准。电动汽车极速相当于其功率来说普遍不高,主要原因确实是大多数电动汽车没有变速箱,导致其极速受制于电动机转速上限。但是,就算给电动汽车加了变速箱,极速能不能秒杀汽油车还得看电动机的功率储备啊。比如我的帝豪EV,30km/h转速2000转,红线转速12000转,对应车速180km/h。然而这车的最大功率129马力来说,180km/h也差不多就是这个功率能跑到的最高速了,就算给这车加5个档位,极速也没法超过同级别2.0T汽油车啊。

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再比如特斯拉Model 3性能版,最大功率462马力,官方极速261km/h,这个速度基本上只是它的转速极限,功率仍然能支持继续加速。因此,给它加一个3档变速箱,它绝对可以上300km/h。但是你指望它能跟哪些600马力以上的超跑拼极速,照样没戏。

加变速箱,只能保证电动汽车的极速不被同等动力水平的汽油车秒杀,但完全做不到秒杀汽油车。电动汽车的优势在于电动机的转速范围比发动机更大,同车同功率前提下,发动机可能需要6个档以上才能达到极速,而电动机只需要两三个档就够了。

电动汽车绝大部分有变速箱,但这类车的变速箱仅限于单速,原因为代步车不需要、性能车不能承受。代步电动汽车不需要的原因为发动机类型不同

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普通燃油车需要多档位变速箱的原因是的不能长时间高转速运行,发动机内部从活塞气缸到气门顶杆,几乎所有的运动部件都会有物理接触。低转速运行时在润滑油的作用下可以合理的控制接触磨损,但磨损只是合理而并不是没有;发动机使用十几万公里后活塞和气缸间隙还是会磨损扩大,结果则会出现烧机油;如果长时间高转速驾驶磨损速度会更快,使用寿命会大幅缩短。

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其次内燃机运行的基础是燃油爆燃产生的热能转换,如转速过高进气量同步加大会导致爆燃产生的振幅过大,而震动必然会产生噪音。所以高转速驾驶对NVH和使用寿命都有很大影响,为解决这一问题内燃机才需要使用更多齿轮比的变速箱控制把发动机转速控制在较低的范围内正常运行,高转速只是储备,用以超车或竞速。

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而电动机没有如此复杂的结构,其运行原理是电磁场产生动能;最简单的小实验小时候应该都做过,两块磁铁同级相斥、异极相吸,原因是磁铁中有无数的涡电流,同级磁场的涡电流可以理解为电流运转的方向相同,在不平行的前提下同级磁场的电流会产生对抗造成推力,电动机依靠的就是这一原理。

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如上图所示永磁体与传动轴连接,在电机通电后线圈形成电磁场产生动能,动力带动传动轴形成转矩;这一动力产生的过程完全不接触、不需要氧气、不存在震动,几乎是从静态的禁止到“静态的运动”,不需要物理接触则没有磨损也无需润滑,所以电动机的耐用性非常高;其次电动机也没有震动(相对内燃机而言),所以允许以超高转速运转直驱。

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不过高转速运转电耗毕竟过大,而且转速太高直驱会让车速高到离谱,但解决这一问题也很简单:

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假设电动机可以在0~15000转持续运行,不需要如此高的车速只要通过一个固定的齿轮比把转速控制在0~6000转,在调整后的转速内只需要更过油门控制转速、用转速控制车速即可,没有必要在用两级多多级变速箱实现不同的传动比,那是画蛇添足。

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众所周知功率代表车辆极速,功率=转速*扭矩/常数,电机恒扭矩发力但在恒功率区间扭矩会下滑,那么只要把转速控制在恒扭矩区间即可;而即使在这一范围内对于普通代步车而言已经足够,因为高速公路的最高限速也不过120km/h,按照公式计算大部分电动车使用单速变速箱已经可以满足。

这是代步车不需要更多档位变速箱的原因,至于性能车不能使用两档变速箱原因也有不需要的因素,因为只要提高电机功率则能解决扭矩衰减的问题,至于特斯拉无法解决因为其品牌的电机依靠采购需要控制成本。

其次因为电机的恒扭矩特性发力非常直接,对变速箱的结构材质的要求非常高,由Xtrac为特斯拉测试的两档变速箱不到1分钟时间就被超高扭矩打坏了齿轮,如提升材质升级变速箱其成本比升级电机还要高很多,所以没有必要在变速箱方面做文章。

至于商用电动汽车使用AMT电机,原因为这些车使用的电机均为制造成本更低的低功率电机,低功率电机高车速行驶电耗会很高,于是不得不通过传统类型的变速箱为电机实现不同的传动比。

不过AMT结构与手动挡相同,即使是大扭矩机型制造成本也不是那么高,而且低功率电机对变速箱工况的影响也不大。

总结:普通电动汽车不需要多挡变速箱,后期可能会以直驱为主变速箱会成为过去式。

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2022-06-09

2022-06-09