本 期 关 键 词

内燃机 | 电动汽车变速箱

两点结论：

1. 传统内燃机汽车必须有变速箱，纯电动汽车可以没有（但不是一定没有）变速箱。

2. 虽然电动汽车可以没有变速箱，但一般来说，有变速箱的电动汽车设计更加合理。

与电动汽车的电机相比，内燃机是一个复杂得多的系统。经过上百年的改进，现代内燃机的性能已经相当强劲了。在武林中，内燃机就是一个高手，但是这个高手有几个弱点：

特点1. 低转速下无法输出转矩（武林高手站着不动打拳，是没力的。必须边跑边打才有力）。

特点2. 高转速下最大输出转矩急剧降低（跑太快了，也没力出拳了）。

综上，内燃机的可工作范围较窄，典型范围1000-4000RPM。

RPM是Revolutions Per Minute的缩写，即转每分，表征设备每分钟的旋转次数。

这会带来什么问题呢？

首先，没法启动汽车（特点1）；

其次，不能兼顾低速或高速行驶；

（特点2.若减速器的减速比高，则只能低速不能高速；若减速器的减速比低，则只能高速不能低速）。

『汽车变速示意图』

变速器与离合器就是为了解决这两个问题而生：

• 离合器断开时切断阻力，使内燃机可以在无负载的情况下启动，进入舒适的“工作范围”。仅有离合器还不行，变速器也要挂在低速档，从而使内燃机有足够的输出转矩使车辆加速。
• 车辆在加速或在不同速度的巡航过程中，变速器要换到合适档，以使内燃机能够顺畅地工作。

而电动汽车的电机，与内燃机相比，有两个特点：

• 低速，甚至零转速下也可以输出很大的转矩。
• 工作范围特别广，典型范围0-7000rpm。（当然，以永磁同步电机为例，在高转速下，输出转矩也会逐渐下降）。

正是由于以上两点，即使没有离合器与变速器，电动汽车也是可以正常工作的。

但是，可以不用变速器不等于一定不用变速器。不用变速器 离合器，电动汽车可以完成行驶的基本功能；但是，给电动汽车匹配上 变速器 离合器， 可以如虎添翼，具体来说，有以下几个优势：

• 1. 无变速器的纯电动汽车中，电机的工作转速范围特别广，不可避免地会遇到噪声问题。
• 2. 离合器不仅有传输/断开转矩的功能，还有扭矩减震功能。无离合器的传动系统需要额外的减震装置或减震算法。
• 3. 行驶经济性： 有变速器的话，可以通过换档使电机处于效率更高的区域。
• 4. 行驶动力性： 同样性能的电机，在变速器的帮助下可以使整车的动力性更强（典型的指标是百公里加速性能提高）。
• 5. 生产成本： 为达到相同的性能，有变速器可以有效地减少电机指标与电池指标。举一个非常有说服力的品牌的例子，那就是特斯拉。

Tesla 的第一个车型Roadster的最初设计是180kW电机 2档变速箱，后来由于变速箱生产质量的问题，被迫采用了第二种方案，取消了变速箱但使电机功能增大到240kW才能达到相同的性能。为了配合更大的电机，电池也需要增大到80kWh以提供更大的输出功率。 （具体数字指标可能略有出入）。

之所以现在国内外有不少电动汽车没有变速箱，并不是不想用，而是由于以下两个原因：

• 1. 变速箱生产不出来：比如特斯拉。
• 2. 变速箱供应链弱、整车厂集成控制能力弱，导致不想用变速箱。（这些设计出来的电动汽车估计也没打算真的卖吧）这一般出现于国内的厂家。