為什麼新能源車不增加變速箱, 改善高速行駛耗電量大的問題呢?

新能源車沒有變速箱,都是電動機透過一套減速齒輪直接驅動車輪。

為什麼新能源車不增加變速箱, 改善高速行駛耗電量大的問題呢?

比如上圖是特斯拉Model 3的齒輪箱,電機輸出軸經過一組齒輪減速後直接驅動車輪。

這種結構相當於一個只有一檔的變速箱,想提升車速只能靠提高電機轉速。於是人們就認為新能源車跑高速時耗電高是因為電機轉速太高了,如果能像燃油車那樣多設定幾個檔位豈不是可以降低高速行駛的耗電量了?

其實增加一個檔位並不能明顯改善新能源車高速行駛耗電量大的問題。

為什麼新能源車不增加變速箱, 改善高速行駛耗電量大的問題呢?

因為汽車行駛時需要的功率是隨著車速升高而升高的,車速越快汽車受到的阻力越大,就需要更多的率越來克服阻力。所以汽車速度越低,能耗越小,速度越高,能耗越大。

因此電動車跑高速時隨著車速的提高,耗電量必然會持續增大,這是很正常的。

那麼增加一個檔位,降低高速行駛時電機轉速能否降低耗電量呢?

為什麼新能源車不增加變速箱, 改善高速行駛耗電量大的問題呢?

答案是很難,

因為電動機本身效率就特別高,高轉速和低轉速的效率相差很小。

比如上圖右側是特斯拉Model S的電機效率圖,可以看到中間顏色最深的區域電動機效率最高,幾乎覆蓋了5000轉~14000轉的大部分割槽域,也就是說

電機以高轉速行駛時和增加一個檔位以較低轉速行駛時效率是幾乎一樣的,增加一個檔位後效率提升非常有限。

增加一個檔位後反而增加了傳動系統零件數量,多出來的齒輪會增加一部分阻力,而這部分阻力很可能大於電動機轉速增加帶來的阻力,如此以來

不僅沒辦法降低耗電量,甚至還有可能因為增加損耗而導致耗電量更高。

所以說目前大部分電動車都不配備多個檔位的變速箱。

那為什麼有些新能源車有兩個檔位呢?

為什麼新能源車不增加變速箱, 改善高速行駛耗電量大的問題呢?

雖然大部分新能源車都只有一個檔位,但有些新能源車確實配備了兩個檔位的變速箱。比如保時捷Taycan就使用了一個2速變速箱,

但是我認為這並不是為了降低耗電量,而是為了提升車輛效能,主要體現在加速性和最高車速這兩個方面。

(1)加速性

開過車的都知道,1檔提速是最快的,因為可以最大程度放大發動機扭矩,讓發動機快速輸出最大功率。

為什麼新能源車不增加變速箱, 改善高速行駛耗電量大的問題呢?

電動車使用2檔變速箱就可以把1檔速比設定更大,在起步時用1檔,可以最大程度放大扭矩,幫助電機更快進入最大功率區間,提升加速能力。

(2)最高車速

為什麼新能源車不增加變速箱, 改善高速行駛耗電量大的問題呢?

單檔位變速箱的新能源車往往面臨著加速性和極速的取捨問題

,因為齒輪箱變速比越大加速性越好,但是轉速降低太多,極速會下降。想提升極速就需要降低齒輪箱減速比,但這樣必然降低百公里加速時間。考慮到大部分消費者極其熱衷於加速時間,所以很多新能源車都會選擇使用大速比齒輪箱照顧加速時間,那麼極速自然都不高了。從網上查詢一眾新能源車,可以看到很多車型極速都不高,甚至有些車勉強能跑到高速限速。

為什麼新能源車不增加變速箱, 改善高速行駛耗電量大的問題呢?

比如比亞迪漢四驅高效能版,電機總功率達到363千瓦,零百加速3。9秒,但是最高車速只有185公里/小時。而保時捷Taycan2020款電機總功率只有300千瓦,但是靠著2速變速箱零百加速時間可以跑到5。4秒,最高車速230公里/小時。在功率差63千瓦的情況下百公里加速只差1。5秒,而最高車速更高,這就是2檔變速箱對效能提升的影響。

所以說目前對那些側重於家用的新能源車來說選擇單級齒輪減速齒輪箱就足夠應付日常需求了。