电动汽车要不要变速器「纯电动汽车2级减速器」

对电动汽车来说，变速箱是锦上添花还是画蛇添足呢？

A、增加变速箱，会增加电动汽车成本？

B、增加变速箱，会增加电动汽车重量？

C、增加变速箱，经济性提升有限？

关于这个问题，我想以一个经典车型为例来进行分析：

特斯拉的第一个车型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，但为了达到相同的动力性能，使电机功率增大到240kW才能达到相同的性能。

为了配合更大的电机，电池也需要从60kWh增大到80kWh以提供更大的输出功率。

让我们总结一下：

原方案：180kW电机 60kWh电池 变速箱

新方案：240kW电机 80kWh电池

以此例来看，“为了达到相同的动力性能”，特斯拉的新方案去掉了变速箱，但被迫换用了更大的电机，以及20kWh的电池。

曾经看到过一篇文章，大部分电动车仅通过匹配单级变速箱，就可以达到传统燃油车的性能，于是作者提出，大规制造常规变速箱的场景将成为历史，并且指出“多挡位”变速箱属于内燃机时代的“历史遗留产物”，真实情况果真如此吗？

大体估计一下，匹配稍复杂的变速箱，整车成本与重量肯定都上去了，但是，至少以前面特斯拉的例子来看，增加变速箱，是可以降低电动汽车成本的，是可以降低电动汽车重量的。

为了避免错误的分析，一定要记着前提：“为了达到相同的动力性能”。

以特斯拉Model S P85（以下简称ModelS）为例，它可以轻松赢在起步，但在中后段加速却频输对手。

究其原因，问题就出在特斯拉匹配的单级变速箱上：它使特斯拉始终在一挡上行驶，完成从起步到最高时速的行驶。

这相当于开一辆燃油车，用一挡起步后不换挡，直到转速被拉高至红线区，发动机不能回到最佳扭矩输出区间，再加速能力被大幅削弱。

单级变速箱造成电动机产生的扭矩输出一气呵成，也许不间断的动力输出对起步加速有利，但却不利于车辆的经济性与舒适性。

尤其是为追求性能采用高转速电动机的Model S，它配置的高转电动机功耗较大，并且单级变速箱一挡大齿比，造成车辆巡航状态也处于较高的转速临界点，经济性不高。

汽车上变速箱有两大基本功用：

其一，配合离合器，保证汽车正常起步，不至于因起步负载过大而熄火

其二，在车主不断变化车速的过程中，通过档位的切换（变速比）使得发动机稳定处于工作转速。

如果是想问纯电车是不是需要多挡位变速器，那么就目前市面上来看，如：

特斯拉、宝马i3、北汽电动车、启辰晨风、比亚迪e5、帝豪EV、腾势、江淮iev5等，清一色都为单挡变速器

（单速变速器是指用一个固定传动比进行变速，并不是指没有变速器）

目前大多采用单挡减速方案的原因也主要是因为电机的特性与内燃机不同，驱动电机一般具有低速恒转矩和高速恒功率的特性，在很低的转速下就能产生很大的扭矩，不像内燃机车需要减速增扭来起步。

然而采用单挡减速器时，纯电动乘用车的动力性能完全取决于驱动电机，对驱动电机性能的要求较高，即要求驱动电机既能在恒转矩区提供较高的驱动转矩，又能在恒功率区提供较高的转速,以满足车辆加速、爬坡与高速行驶的要求。

当电动汽车的速度到达极限之后没有提升空间，所以的速度受到制约，高速经济性不高。

同时，采用单挡减速器不利于高电驱动总成系统的效率，这是因为单一传动比通常无法同时兼顾纯电动乘用车的动力性和经济性，行驶过程中驱动电机多数情况下无法处于高效率工作点，尤其是在最高或最低车速以及低负荷条件下，驱动电机效率一般会降至 60-70%以下，严重浪费了车载电能而减少续驶里程。

另外，单挡减速器也不利于采用高效率、轻量化的驱动电机。

说完了一个挡的缺点，电动车厂商们却依然在使用单级变速箱，这是何苦？关键在于单级有结构极为紧凑的优势，体积远比普通变速箱小很多，它不需要离合器，电控换挡结构也比液压更简单可靠。

单级变速箱正是利大于弊，主要性能已经满足当前的使用，所以才被广泛使用。

为什么国内绝大多数电动汽车还是匹配单级变速箱呢？并非他们不懂得锦上添花的道理，而是因为：

1、国外：适配于高速电机的变速箱生产不出来。

典型例子是特斯拉，那个变速箱供应商搞不出来，使特斯拉的车晚出来一年，差点把特斯拉搞死。

2、国内：变速箱供应链弱、整车厂集成控制能力弱，导致不想用复杂的变速箱。

这一般出现于国内的厂家。这里值得一提的是，电动汽车如果不用变速箱，连离合器都可以省了！

所以，我们还没有看到多级变速箱的存在。

这不是说厂商们已经放弃了提升经济性，只是现在还无暇顾及。多挡变速箱优势在哪里?

多挡位变速箱相比固定挡位对动力输出的损耗更小，能提升发动机的动力输出效率，这正是研发人员乐此不疲地对变速箱挡位数极致追求的关键，考虑到轻量化以及体积的问题，变速箱也不会无限制的增加挡位。（微信公众号：驱动视界）

所以如果能匹配一个速比范围合理的多挡变速箱，来优化电动机动力爆发的时机，那将会大幅提升经济性，其次是持续加速性能。

在采用插电混动结构的车型中，宝马i8已经率先为驱动前轮的电动机单独装配了一台结构小巧的“双级”变速箱。

GKN已经推出量产电动机用两级变速箱，虽然从挡位数看还有点名不副实，不过从宝马i8装配它后的性能表现看已经优于单级变速箱。

该变速箱的聪明之处在于，为电动机额外增加一个齿轮传动比，可以提高车辆的加速性能，同时增加了纯电动模式行驶里程。

吉凯恩的双速eAxle变速箱，还使得电动机以及与其相连各系统的尺寸得到降低，减轻了重量，整个装置仅重27公斤，体积为325×562×313毫米，这个体积参数比，专为横置布局经过特别瘦身的ZF9AT变速箱还要小，ZF9AT为367×521×421毫米。

宝马i8在传动轴与电动机之间，仅留有狭小的横向空间，与其说是eAxle变速箱被安装在宝马i8，还不如用“贴附”形容更为恰当。

其实不光是高大上的宝马i8，丰田也为旗下混合动力车型，装配了一台ECVT变速箱，它没有传统CVT的锥盘与钢带，使用了行星齿轮变速结构，这台变速箱不光匹配发动机，对于电动机同样具有变速功能。

目前，德国汽车零件供应商博世，已经表示他们正在加紧研发电动车用多挡变速箱。

特斯拉ECO艾伦・马斯克也在考虑，未来为ModelS匹配一台紧凑、轻薄的多挡位变速箱。

小结：

电动机只是改变了做功的方式，即通过电磁互斥原理产生动力输出，告别了发动机使用燃烧产生热效率做功，变速箱对于优化电动机动力输出依然至关重要。

目前研发轻薄化、小型化的专用变速箱，仍热需要攻克很多技术难题。

就目前而言，最知名的就是宝马i8采用了来自于GKN供货的eAxle双挡变速器，它额外添加了一个齿比，在提高车辆的加速性能的同时增加了纯电动模式行驶里程。

但目前的研发国内外很多都还是校企结合在做，还没有出现很大规模的实装。

估计要等到特斯拉啥时候开始对自己的车型实装多挡变速器了，到时候才是产品迸发的时期。

虽然说特斯拉等电动汽车目前没有搭载变速箱，但是有报道表明，特斯拉正在与一些变速器厂商合作开发适合电动汽车的变速箱。

而北汽新能源已经展开了对电动汽车变速箱的研究，很多都是“863”项目。

随着电动汽车业内对变速箱的共同认可，以及电动汽车逐步由目前低端产品向上升级换代，用户对性能、效率和续航里程的追求以及对重量和成本的敏感度降低，匹配可变速的变速器应该是电动汽车传动系统未来的发展趋势。