纯电车要变速箱有何用?看完就懂了,不只是为了省油!

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博世近日推出了一款专为纯电车而设的CVT变速箱- CVT4EV,变速箱能够改善电动车加速/高速表现,同时也能降低能耗。
看到这个新闻,大家可能会有疑问,纯电车要变速箱有何用?
要知道纯电车变速箱有何用,首先要弄清楚电动车的动力输出特性。与汽油车不同的是,电动车的最大扭矩输出范围一般是0-7000转之间,所以正如我们所知,大多数的只需要配备一个单齿比变速箱,就可以将电动机的扭力转化成车轮上的动力。
普通纯电车的输出扭矩为250-350N·m,在电动机与车轮直连的情况下,换算到轮上的驱动力约为1000N,这样的驱动力能够维持纯电车以120-150km/h的速度稳定行驶。然而这种情况下的电动车加速能力和爬坡能力都比较差,所以就需要上面说到的单齿比变速箱(实际上是一颗减速齿轮)来实现减速增扭的作用,从而让电动车的行驶工况更加符合我们的日常使用。
目前大多数纯电车都是用单齿比变速箱这一方案,因为现阶段单齿比变速箱已经够用了。但市场上也曾经出现过搭载多齿比变速箱的电动车,譬如东风富康e爱丽舍就提供了一款搭载手动变速箱的车型。对于纯电车来说,多齿比变速箱其实是在起着“锦上添花”的作用。说白了就是:单齿比变速箱能用,但是用多齿比变速箱会更好。
为此有专业人士研究过,同样的动力水准下,单齿比变速箱和多齿比变速箱纯电车的差异。下方为车辆的基础性能数据。
在这样的基础上,单齿比变速箱和多齿比变速箱(2挡)的具体性能表现如下表,可以看出多齿比变速箱在性能、能耗方面都有更好的表现。这样不难解析为什么e爱丽舍要使用手动多挡变速箱了,因为其电机功率很低,只有45kW,为了让性能、能耗尽量满足正常使用,这是性价比最高的方案了,只是手动挡的驾驶体验肯定不如自动挡来的舒适。

但对于电机功率足够高的车型来说,大可不必采用多齿比变速箱这一方案。上面的对比数据是基于一台功率为80kW的纯电车来讨论的,事实上汽车厂商只需要将电动机的功率加大到100kW,就可以实现与80kW+多齿比变速箱相近的性能表现。现阶段来看,高功率的电动机比比皆是,百公里加速6.7秒的小鹏P7,电机总功率196kW,其加速性能已经比很多燃油车要好。既然提升电机功率就能达到要求,现阶段就没必要动用多齿比变速箱了。

在了解电动车传动系统的背景知识之后,我们再回看文章开头提到的博世CVT4EV变速箱,以现阶段的目光来看,似乎有点“脱裤子放屁”的意味。但事实并非完全如此。
传统的单齿比变速箱纯电动力系统仍然存在一些局限性,由于其传动比固定不变,电机的转速会随着车辆的时速成正比例增长。当车辆处于高速行驶的状态时,现阶段的电动车就会出现噪音大、加速能力变弱、能耗偏高等问题。
博世的CVT4EV变速箱就是用来解决这些问题的,由于其传动比可变,而且与MT、AT、DCT变速箱不同的是,CVT变速箱在变换传动比的时候不存在动力中断的情况,不会破坏纯电车动力输出平顺的特性。与此同时,能够让电动机始终处于最佳的转速范围,按照博世的官方介绍,该变速箱能让纯电提升WLTC工况下续航里程约4%。另外该变速箱采用高集成化设计,舍去了液力变矩器、行星齿轮、离合器等部件,结构更加紧凑简单,减少其自身带来的结构性影响。
虽然像CVT4EV这样的电动车多齿比变速箱有不少好处,但碍于成本的原因,现阶段仍然难以普及。但也不等于要直就要对它判死刑了,大咖大胆假设一下,在下面的几个情况下,CVT4EV可能会得到普及。
1、高端纯电车为了提升使用体验而采用CVT4EV变速箱,由于高端车型的利润空间更大,只要成本方面能够接受,而更好的动力输出体验能为其带来更好的正面影响,那么高端纯电车是有可能会选择CVT4EV变速箱来实现产品差异化的。
2、法规或消费者对纯电车能耗有更高要求,目前法规和消费者对纯电车的要求主要体现在续航里程方面,但众所周知,电力的源头主要来自于化石能源,要真正实现环保,还是得降低电动车的能耗。当电耗的重要性达到与油耗相当的程度时,多齿比变速箱将会成为厂商降低能耗的一个主要手段。
3、基于材料或机械设计的创新,CVT4EV变速箱的成本能够有效降低,倘若该变速箱的售价足够低,又能提升行驶品质降低油耗,厂商自然会乐意采用这一技术。
当然,以上都是大咖的假设,CVT4EV变速箱能够真正普及,还存在很多不确定性,但我们还是能够从这个变速箱身上,看到新一代纯电车除了电池技术以外的另一个技术革新方向。至于能不能普及,我们拭目以待吧。
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