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新能源汽车对变速箱有影响吗

发布时间:2021-09-17 15:17:34

1、新能源汽车,为什么不通过加变速箱的方式解决耗电问题?

 内燃机转速过低,扭矩变小,熄火。 电动机转速越低,转矩越大,小时候坐电车起步时摇晃。内燃机只有在一定的转速下才具有最佳的经济性,但电动机的效率在各种转速下基本相同。内燃机转速高,密封和润滑零件磨损快,但电动机结构简单,没有油封、油封、活塞、轴套等对润滑、振动要求高的零件,因此可以承受更高的转速。

由于电动机在比内燃机更宽的转速范围内工作,因此无需变速器就能输出各种车速。 有些电动车为了提高车速和扭矩性能,还增加了两级变速器。变速器的目的是什么? 燃料发动机有最佳转速区间,为了确保不同的速度,发动机在该区间工作。 电动机的最佳转速区间范围宽,而且性能变动低,所以不需要变速器。 另外,增加1级变速器后,传动效率将衰减10%至20%。

不装变速器,专家给出的答案是,电动机直接驱动车轮是最有效率的。 新能源汽车是从电动机通过减速器到车轮的动力输出方式。新能源汽车的续航时间一直是备受关注的话题。 目前,新能源汽车选择通过增加电池容量来增加新能源汽车的续航里程。 但是,电池容量的增加带来了车身重量的增加,同时功耗也增加,电池堆积带来的安全性问题更为严重。新能源汽车的车速取决于电机的转速,车速越高电机的转速就越快。 所以电动汽车速度快,耗电量非常大。

假设一下,新能源汽车车速达到120码,电机转速为6000转。 如果打开变速器,变速器的齿轮比变为1:2,车速120码,电机转速3000转,耗电量减半。 在不改变电池容量的情况下接通变速器,意味着车的续航距离增加了。

考虑到加入变速器来增加成本,一味地堆积电池容量不是不划算吗? 电动车本身是通过减速机的动力传递到侧轴后再传递到车轮上,但是减速机简单的单级变速器很难换成多级变速器吗? 50kwh的电池容量搭载120kw的电动机,续航距离为400公里。 理论上讲,要达到800公里的续航距离,需要再装上50kwh的电池,50kwh的电池成本需要两三万美元或更高,比变速器成本还低。

其好处是什么? 车身重量变轻,电动机工作效率变高,电池容量减少,对电池管理系统的要求也变低,安全性变高,车辆的操纵性也变好。

2、新能源车为何不加变速箱解决高速高耗电的问题?

许多买了新能源纯电动汽车的用户常常对续航里程不满。厂商宣传的300-400公里续航,但是实际使用中,200-300公里需要充电,耗电远远超过预期。尤其在跑高速或长距离的时候,实际里程和厂商的宣传相差很大。所以,为什么传统燃油车的高速行驶更省油,而电动汽车的高速行驶更省电呢?

常规的自然吸气发动机,功率几乎与转速成正比,即转速越高,功率越大。其主要原因是:转速越高,发动机点火做工单位时间越长,因此功率随之提高。转矩从低转到高转的相对波动很小,基本维持在120至150牛·米之间。再加上在变速器的作用下,一旦进入高速匀速行驶,发动机就能被超速挡控制在低速区间内,此时释放的动力较小,只需要部分动力来提供车轮的转速,克服气动阻力和滚动阻力,这样发动机就能在高速运行时获得更经济的油耗。

马达是新能源汽车中非常重要的部件,从车辆动力上讲,纯电动马达取代了传统的柴油/汽油发动机,车辆的动力输出都是由马达来完成,而新能源汽车只需简单地加个变速器就可以解决问题,车辆在高速行驶时耗电较多也很正常,马达在高速行驶时,需要大量的电能来满足马达的能量需求,但由于新能源汽车在动力系统上采用电能来驱动,其动力系统上结构各不相同。

常数为 PMSM,因为磁场衰减小,所以转速比小于2;而异步电机的转速比一般为4左右, SRM可以大于6。由电动机的功率转矩输出曲线可以看出,电动机在基速前处于恒定输出状态,而在基速前转速越低,输出功率越小。动力小意味着能量消耗少,所以对于电机来说,转速越低,能量消耗越少。

即马达的效率在基本转速前最高。当转速超过基准转速时,放电功率始终保持最大值不变,而扭矩随着转速的提高而不断降低,因此,在基准转速后,电机的效率会随着转速的提高而降低,能耗也随之不断增加。

其结果是:转速比越小,电机的效率越高,最大转矩也越小;转速比越大,电机的效率越低,最大转矩也越大。

从设计的角度来看,这并非故意为之,而是为了车辆能更好的使用,这就好比在使用时,原来有变速箱的车反而加了一个传力机构,相反,逻辑上讲,这反而让人难以理解,另外,家用车由于有电机的存在,根本没有加变速箱。

3、新能源汽车不需要变速箱?

有一部分新能源汽车确实是不需要变速箱的。

4、新能源汽车有变速箱吗?

新能源汽车分为非插电/插电混合动力、纯电动、燃料电池;
目前来说,插电的是带变速箱的,纯电动的是不带变速箱的

5、新能源车能不能通过搭配变速箱,从而解决高速行驶时耗电大的问题?

电动汽车只有一个挡位的原因很多。首先是电动机的转速远高于内燃机。一台典型的电动机可以达到20000rpm的转速,远远高于传统汽车通常的4000–7000rpm的极限。而且电动机在整个转速范围内几乎都是能提供最佳性能。特斯拉的设计初衷是做电动跑车,这样才能吸引有钱人购买,跑车的典型指标是百公里加速时间,6秒,5秒,3秒几,甚至能超过大排量的燃油跑车。再加上环保的宣传,特斯拉成功走红,有钱人排队等候提车。



纯电动车之所以高速耗电快,主要原因并不在于没有多档位。至于我为什么强调”纯电动车“而不说”新能源车“,我放到后面讲。新能源车即便配备一个变速器,也依然没办法解决高负荷(或全负荷)运行时、耗电量大的问题,电车高负荷运行时消耗电量大的本质在于电池包的能量、远没有一箱子燃油大(100千瓦时的电池包几乎没有40L的汽油能量多。


而电机的转速可以高达20000转,以上面1000转对应10km/h的例子计算,电机20000转对应的速度为200km/h,换而言之,电动车不需要像燃油车那样通过变速箱来改变转速和车速的关系。这是个比较有意思的问题,电动汽车似乎“都没有”变速箱;电机匹配减速器之后由电控控制电流来调速,车速越高行驶阻力越大,需要的输出功率也会更大,那么能不能通过变速箱来降低车辆的运行转速。


但是在高转速恒功率区间扭矩会下降,于是动力表现也就会下降很多;不过这种控制方式主要还是为控制动力,毕竟这些客车主要用于重载的公交车,动力不足会降低车辆的通勤效率,其次则是通过控制输出功率以降低电耗。


6、新能源车不加变速箱能不能解决高速高耗电的问题呢?

当然没有变速器,电动车高速电力巨大也是因为没有变速器。与燃油车不同,目前普通家用纯电动车没有配备传统的多级变速器,因此不能依靠变速器调节转速,不能让电动机在可能效率最高的区间工作,电动机的转速越高,能耗越大,纯电动车高速行驶时续航性能下降很大,有解决办法吗?

安装变速器可以减少高速功耗,为什么不把新能源车型都用上呢?有人说电动车装变速器就可以吗?但是,从低端小型电动车到顶级特斯拉modelX,他们无一例外都只有短重速度变速器,因此不是传统的多速变速器。各车企这样做的目的是什么?变速器不适合电动车吗?

其实不是。在电动车上安装变速器没有任何问题。例如,为部分货车和驾驶学校专门制作的教练车等,还可以配备手动变速器。配有手动齿轮变速器的北及新能源欧盟驾驶配电板。就自动变速器而言,特斯拉在开发一代roadster型号时搭载了2挡变速箱,

但当时主要变速器供应商(如爱信、ZF、博格华纳等)没有与电机特性相匹配的产品,单个电动车销售无法平衡新产品开发成本,因此供应商也无法单独开发新产品,最终特斯拉只能自行生产。特斯拉罗德斯特但是自动变速器本身的技术壁垒很高。

新造汽车势力并不是短短几年就能掌握的。特斯拉自己生产的变速器也,面临可靠性和耐久性的问题。所以最终特斯拉从后期的modelS开始不再搭载,改用了简单的管制减速器。电机的输出区间比传统发动机更宽,可以以极低的速度输出几乎所有转矩,并在大部分转速领域保证良好的动力效率。因此,大部分电动车使用离散变速器来传递动力,因此不需要使用传统内燃机车的多级变速器。

主机供应商也可以配备容量小的电池,减少车辆重量。除了效率之外,ZF还可以通过一个或多个齿轮提高电动车的速度,为确保低速加速性能,解决了很多以最快速度出现的不利因素。因此,变速器不是不能安装在电动车上,而是为了考虑成本,但随着电动车的增加,预计会有更多旧的变速器企业投入研发,开发更适合经济型汽车的变速器,最终使电机能够在多种工作条件下高效工作。

7、新能源汽车高速耗电太快了,加变速箱能解决吗?

电动车加速平顺的原因是什么?当然是没有变速器了,而电动车开高速耗电量巨大也是因为没有变速器。与燃油车不同,现在一般的家用纯电动车并没有配备传统的多级变速器,因此无法依靠变速器来调节转速,让电机尽量运行在效率最高的区间内,电动机的转速越高,能耗就越大,这就让纯电动车在高速行驶时的续航表现大打折扣,那有没有解决办法呢?

有人说,给电动车装上变速器不就能行了吗?但从低端的微型电动车到最高端的特斯拉Model X,它们无一例外只配备了单机减速器,并非传统意义上的多速变速器,各大车企这样做的目的是什么?是变速器不适合用在电动车上吗?

其实并不是,给电动车装变速器一点毛病也没有。例如一些货车和专门为驾校定制的教练车等甚至可以装上手动变速器。

搭载手动挡变速器的北汽新能源EU驾培版

而在自动变速器方面,特斯拉在开发第一代roadster车型时就搭载过2速变速箱,但那时主流的变速器供应商如爱信、ZF、博格华纳等并没有能够匹配电动机特性的产品,而仅凭单一电动车的销量也无法平衡掉开发新产品的成本,所以供应商自然也不可能单独为其重新开发一款新产品,最后特斯拉只能选择自己生产。

特斯拉roadster

但自动变速器本身的技术壁垒非常高,不是一家新造车势力凭一己之力在短短几年时间就能够掌握的,特斯拉自己生产的变速器也一直面临可靠性和耐用性的问题,因此最后特斯拉在后期的Model S开始便不再搭载,转为简单的单速减速器作为传动系统。

相比传统发动机,电动机拥有更宽泛的输出区间,可以在很低的转速下就输出几乎全部的扭矩,并在大部分转速区域内都能保证良好的动力效率。所以,大多数电动车都采用了单速变速器来传输动力,没有必要使用传统内燃机车上的多档位变速器。

以上是燃油机和电动机动力输出曲线对比,可以看到电机从0转速开始就一直能维持最大扭矩输出,直到达到约1500rpm的基数点时,功率同时也达到了最大功率输出,一直到最高转速,都处于恒功率输出状态,并且始终保持着最大功率输出。基速越高,在中高速转速区间电机效率越高,但是最大扭矩输出也越小,加速性能会受影响。基速越低,最大扭矩会越高,加速非常迅猛,但高速能耗会上升,影响续航里程。

由于充电设施不完善、充电时间长等一系列原因,目前的电动车基本还是以短途、城市工况为主,因此主流电动车的减速器齿比会选择适合中低速行驶的设计,相当于“舍弃”了部分高速行驶的能力。因此除了高速耗电大之外,即使强如特斯拉Model S,它的急速水平也比同价位的燃油跑车要慢。

在汽车新能源化的大环境下,电动车本身也在日益完善,最终它们也将完全符合现在人们对于的驾驶的需求。例如刚刚上市不久的保时捷Taycan便在后轴创新性的加入了自己研发的两挡自动变速器,齿比为1挡10.5,2档7.0。

相比单级减速器,两挡变速箱可以把0-60英里/小时的加速时间减少0.3秒,100-150英里/小时的加速时间减少1.4秒,并且续航里程可以提升0.3%。因此保时捷Taycan配备两挡自动变速器的原因主要是为了提升高速性能,在Topgear节目实际的对比测试中,保时捷Taycan在0-60英里加速、0-100英里加速和400米加速这3项,前后总共5次比赛中全部战胜特斯拉Model S。

作为现在世界最主流的变速器供应商之一,来自德国的ZF也在此前发布了一款针对电动车设计的两速变速器,它可以有效提升电动车运行效率,而且并不会占用太多车内的空间。ZF的这套变速箱单元集成了电机和减速器,拥有两种齿比,在结构上,它相比保时捷Taycan的双速变速箱更加简洁,但是ZF为它配备了更加综合化的换挡逻辑。

多了一个档位之后,ZF表示可以使这辆车行驶更有效率,相比传统单速变速箱结构可以增加5%的续航里程。主机厂商也可以因此配备容量更小的电池来减少车重。不仅是在效率上,ZF通过多的一个档位也可以增加电动车的极速,解决了不少电动车为了保证低速加速性能而在最高速上导致的劣势。

● 写在最后

由此可见,变速器并不是不适合装在电动车上,而是为了成本的考虑,但随着电动车越来越多,相信会有更多的老牌变速器企业投入研发,开发更适合经济型车的变速器,最终让电动机在各种工况下都能保持高效工作。

8、新能源汽车有否变速箱

这个要看是是电动车还是混合动力的了!
如果是纯电动的就没有变速器,但是有差速器!
如果是混合动力的,就是有发动机和变速器的!
如果有什么不明白的可以追问,我在线给你解答!
如果感觉对你有帮助那就采纳一下吧!

9、新能源汽车是否需要变速器?

新能源汽车主要分为纯电动汽车,插电式混合动力,燃料电池汽车。其中纯电动汽车和燃料电池汽车是没有发动机,单纯靠电机驱动,而混动现在多数采用油+电混合,所以还是有发动机的。无论他们有没有发动机,变速器都是必须有的,现在市面上的纯电动汽车基本上都是单速变速箱,如:特斯拉、宝马i3、北汽新能源、启辰晨风、比亚迪e5、帝豪EV、腾势汽车、江淮iev5等。

这种变速器的优点是:成本低、结构简单易安装、故障率小、动力损失小、体积小。缺点是:当电动汽车的速度到达极限之后没有提升空间,所以电动车的速度受到制约,高速经济性不高。在固定功率相同的条件下,采用异步电动机的电动车车速更快,但是和固定齿比变速箱匹配之后,速度却没有提升。即便是加速强悍的特斯拉,在中后段的加速表现同样不佳,这就是受固定齿比变速箱的影响。

而混合动力汽车多采用传统自动变速器或者双离合变速器或者专用变速器,氢燃料汽车驱动原理与纯电动相同,单纯靠电机驱动,所以变速器与纯电动基本一致。


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