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很多朋友都可能会疑惑,现如今纯电汽车普及是大势所趋、但为什么配备多速比变速器的纯电汽车少之又少(多速比变速器代表拥有一个以上速比的变速器),如果为纯电汽车配备多速比变速器、是不是可以提高纯电汽车的续航能力,可以产生哪些好处、又产生了哪些问题?
实际上所有纯电汽车都配备有变速器,只不过不同于咱们燃油车上的多速比变速器(多个档位、多个传动比),纯电汽车上配备的都是单速比变速器,简单点说就是相当于传统多挡位变速箱中某一个档位,比如特斯拉的单速比传动系统、传动比约为9.73,拿燃油车变速器来对比、9.73传动比燃油车变速器的4、5挡吧(如下图所示、假设差速器传动比4.5左右),也可以理解成直传挡!
所以纯电汽车在正常运行时、电机的转速要更高一些,比如绝大部分电动汽车的电机最高转速在1-1.5万转之间,保持120km匀速行驶时、发动机转速接近小万转了,而内燃机的峰值转速不过6000转出头(大部分家用内燃机如此),匀速120km行驶、发动机转速往往在3000转以内;所以在同样的行驶车速下、内燃机能把转速压低,功劳全在变速器上,因为多挡位变速器能把齿轮比降到0.48左右(甚至更低),所以传动比可以做到2左右(挡齿轮比*差速器齿比),所以内燃机汽车的极速要更高!
而电动汽车则受制于没有更低的传动比、所以再极速方面的表现不如燃油车(指200km以上的车速已脱离正常使用范畴),对于绝大多数车型而言(包含大型SUV)、保持200Km匀速行驶所需要的功率为100千瓦!就目前来看市面上绝大多数的汽车、电车功率都能达到100千瓦以上,所以从理论上看、皆具备达到200千米以上极速的能力,但电动车受制于挡位太少(目前有两档的)、传动比不够低,对电机减速太狠、导致达到200km以上极速的电动车不多;所以如果给电动车配备多个传动比的变速器,电动车的极速能力会大幅度提高!
燃油车为什么离不开变速器
通过上文的描述、我们可以得出一个结论就是只要给电动车配多挡位变速器,那么大多数电动车极速都能达到200km,但仅仅是这个理由、还不足以推动电动车配备多挡位变速器,因为时速200km对绝大多数车友而言不是刚需(别问为啥、问就是超速),而内燃机汽车为何离不开多挡位变速器?不配变速器、或配一个单传动比变速器是否具备可行性(科尼塞克有一个单速比的跑车、只不过是电起步,而燃油后介入)!
说到底就是内燃机受转速制约严重,内燃机需要怠速、因为转速为0时,输出扭矩几乎就是0,那么发动机无法运行、熄火,所以内燃机若启动、就必须有怠速过程;而在内燃机汽车起步阶段,转速偏低、发动机输出扭矩也低,根本不足以拉动重量高达一吨以上的汽车(额定300nm峰值扭矩的内燃机在起步阶段能释放出150nm就不错了),所以需要变速器来为发动机减速、增扭!
如上图6速手动变速器,1挡齿轮比高达4.31左右,如果差速器齿比为4,那么起步时发动机扭矩可以被放大4.31*4=17.2倍,而驱动桥的转速(轮速)会缩小至发动机转速的1/17.2左右,这就是变速器的减速增钮作用,所以一挡时发动机转速高、而轮速却低(跑不快的、极速低,因为发动机转速被过大的传动比给化解掉了);所以内燃机汽车必须要有变速器,要不然连起步都做不到,所以内燃机汽车都配备变速器,因为对于内燃机汽车而言这是刚需,无论干什么、总得先完成起步对吧!
电机的低转速特性
内燃机汽车离开变速器、车子就没办法完成起步,这就是内燃机的特性!而电机的特性则不同,电机即便保持0转速(0扭矩)、一旦通电达到足够大的电流、电压,一样可以输出峰值扭矩(哪怕此时只有1转,别问为什么、这就是电机的特性),这就好像咱们家里用的电灯、一通电瞬间达到最大的照明功率;所以纯电汽车即便只配一个固定齿轮比变速器,依然可以轻松完成起步!
所以与汽车相比较,电车对多挡位变速器的依赖并不大;内燃机汽车没变速器、起步都完成不了,但纯电汽车则不需要、甚至电机也不需要怠速,所以从本质上看、纯电汽车本身对多挡位变速器的需求就不大;当然如果给纯电汽车配备个多挡位变速器,可以让起步、提速过程变得更理想,关键是现如今的纯电车起步速度就已经不慢了;不过再一些特殊场景下比如爬陡坡、高载荷的条件下配备多挡位变速箱,可让纯电汽车的牵引能力变得更强!
电机高效转速区间更宽泛
内燃机的高效转速区间范围很窄,比如2000转-2500转之间(不同机器略有差异),所以利用变速器的各个档位、可以将不同车速时的发动机转速尽可能地压在高效区间内(不是一定,此处勿杠);而电机的高效转速区间更宽泛6000-10000转以上在效率上差异不大(注意说的是效率差异不大,而不是功耗一样;10000转功耗一定比6000转更高,但两个区间的效率可以相同)!所以对变速器的调速作用也不是很依赖,如此就导致现如今配备多挡位变速器的纯电车相对少些(只是少、没说没有)!
如果给纯电汽车配备变速器
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快照生成时间:2022-12-13 22:07:10
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