未来汽车没有变速箱吗知乎,未来汽车没有变速箱吗知乎

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  1. 电动汽车为什么不配变速箱来提高高速加速性能?
  2. 未来纯电动汽车变速器的安装率会高吗?
  3. 为什么电动汽车还需要安装变速器?

电动汽车什么不配变速箱来提高高速加速性能

电动车变速箱这事还真不是不需要,而是技术难度很大没有大的突破。特斯拉也研究过2档变速箱但是也没有达到满意状态转而使用电机电动车配2档变速箱基本就可以达到比较好的平衡。但是电动车的2档间隔不同燃油车的变速箱档位间隔设定。燃油车1-2档齿比在1.5-1.7比较多,而电动车因为档数据少,齿比设置在3-4才能发挥效果。这就造成电动机转速落差太大、换挡时间影响平顺性,控制难度很大,因此需要时间去取得突破。

电动机0转速就能输出最大扭矩,还能有什么方法能提升加速性能?活塞内燃机因为工作转速范围太窄,才需要变速箱帮助,记住这个内燃机的缺点!电动机匹配变速箱对于加速性能只会降低,不可能提升。现在有些电动机匹配2档变速箱,只是为了降低高速时发动机转速,降低发动机噪音而已。

未来汽车没有变速箱吗知乎,未来汽车没有变速箱吗知乎-第1张图片-力芯发动机网
(图片来源网络,侵删)

电动汽车绝大部分有变速箱,但这类车的变速箱仅限于单速,原因为代步车不需要、性能车不能承受。

代步电动汽车不需要的原因为发动机类型不同

普通燃油车需要多档位变速箱的原因是的不能长时间高转速运行,发动机内部从活塞气缸气门顶杆,几乎所有的运动部件都会有物理接触。低转速运行时在润滑油作用下可以合理的控制接触磨损,但磨损只是合理而并不是没有;发动机使用十几万公里后活塞和气缸间隙还是会磨损扩大,结果则会出现机油如果长时间高转速驾驶磨损速度会更快,使用寿命会大幅缩短。

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其次内燃机运行的基础是燃油爆燃产生的热能转换,如转速过高进气同步加大会导致爆燃产生的振幅过大,而震动必然会产生噪音。所以高转速驾驶对NVH和使用寿命都有很大影响,为解决这一问题内燃机才需要使用更多齿轮比的变速箱控制把发动机转速控制在较低的范围内正常运行,高转速只是储备,用以超车或竞速。

而电动机没有如此复杂的结构,其运行原理电磁场产生动能;最简单的小实验小时候应该都做过,两块磁铁同级相斥、异极相吸,原因是磁铁中有无数的涡电流,同级磁场的涡电流可以理解为电流运转的方向相同,在不平行的前提下同级磁场的电流会产生对抗造成推力,电动机依靠的就是这一原理。

如上图所示永磁体与传动轴连接,在电机通电后线圈形成电磁场产生动能,动力带动传动轴形成转矩;这一动力产生的过程完全不接触、不需要氧气、不存在震动,几乎是从静态的禁止到“静态的运动”,不需要物理接触则没有磨损也无需润滑,所以电动机的耐用性非常高;其次电动机也没有震动(相对内燃机而言),所以允许以超高转速运转直驱。

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不过高转速运转电耗毕竟过大,而且转速太高直驱会让车速高到离谱,但解决这一问题也很简单:

***设电动机可以在0~15000转持续运行,不需要如此高的车速只要通过一个固定的齿轮比把转速控制在0~6000转,在调整后的转速内只需要更过油门控制转速、用转速控制车速即可,没有必要在用两级多多级变速箱实现不同的传动比,那是画蛇添足。

众所周知功率代表车辆极速,功率=转速*扭矩/常数,电机恒扭矩发力但在恒功率区间扭矩会下滑,那么只要把转速控制在恒扭矩区间即可;而即使在这一范围内对于普通代步车而言已经足够,因为高速公路的最高限速也不过120km/h,按照公式计算大部分电动车使用单速变速箱已经可以满足。

这是代步车不需要更多档位变速箱的原因,至于性能车不能使用两档变速箱原因也有不需要的因素,因为只要提高电机功率则能解决扭矩衰减的问题,至于特斯拉无法解决因为其品牌的电机依靠***购需要控制成本

其次因为电机的恒扭矩特性发力非常直接,对变速箱的结构材质的[_a***_]非常高,由Xtrac为特斯拉测试的两档变速箱不到1分钟时间就被超高扭矩打坏了齿轮,如提升材质升级变速箱其成本比升级电机还要高很多,所以没有必要在变速箱方面做文章。

未来纯电动汽车变速器安装率会高吗?

在我看来,变速器是独立的机械传动设置,首先是满足驾驶要求,前进和后退及空档;其二根据不同路况,对车速进行必要的控制,设置为低慢中高不同档次,确保安全行驶;其三车的动力控制,在低速档与以大油门或者强电流,就会产生强动力,为逾越障碍提供方便;其四,节省能源的必须装置。在良好路况,可以实现低能耗,快速度。能耗燃油汽车在油门;电动车电阻器。从以上几点看,变速器在机动车上不能缺,就许多动力机器也广泛利用。

为什么电动汽车还需要安装变速器?

其实现在大部分电动汽车是没有变速箱的,只有一速或者二速减速器,这是跟电动机输出特性有关,传统汽车功率扭矩上升需要一定转速,所以更多的档位变速箱能让车辆保持在一定的转速,但是电动机转速高,扭矩大,但功率相对不高,且现在大多数电机和减速器之间也没有离合器这种分离装置,所以也用不到多档位的变速箱!

大多数电动汽车只安装了单速减速箱。可以理解为只有一个档位,且不能换挡的变速箱。只有少部分车车型带有真正意义的变速箱,例如吉利的混动车型,电动机集成在双离合变速箱内部,充分利用了双离合变速箱实现混动、纯电驱动

变速箱有什么用?

变速箱的作用就是为了弥补发动机的不足。发动机低转速扭矩不足,不能直接驱动车轮。变速箱多数情况下工作在减速状态,把发动机的转速通过齿轮组降低,这样就可以输出一个很的高扭矩,相当于把发动机的扭矩放大了。可以满足车辆起步、加速需要的扭矩。而车辆高速行驶时需要的扭矩降低,对于高扭矩的发动机,此时功率有富裕,因此提高发动机转速后可以有效降低油耗。所以通常变速箱高档位已经不再是减速,反而是增速,通过齿轮组把发动机转速放大,使变速箱输出轴的转速高于输入轴。

变速箱还有一个重要的功能:在发动机旋转方向不变的情况下可以让车辆倒退,实现倒挡功能。因此燃油车上变速箱是不可缺少的部件。

而在电动汽车上,更多的汽车只是***用了一个固定速比的减速箱而已。难道变速箱很贵吗?其实并不是这么回事,这是电动机的特性决定的。电动机与内燃机的特性是不一样的,内燃机最大扭矩需要转速支持,即便是小排量涡轮增压发动机,最高扭矩时发动机转速也要在1400转/分以上。而电动机就不一了,电动机前半段工作在恒扭矩区间。

例如某直流永磁电动机0-3000转时,一直保持140Nm的最大扭矩。即使是几十转那么输出也是140Nm的扭矩,这就代表只有电动机转动就会输出最大扭矩,这点与发动机的特性完全不同的。既然起步就可以输出最大扭矩,那么就不需要变速箱来放大扭矩。只要发动机功率足够大,完全不需要变速箱。例如主流电动机最大功率135kw,但是扭矩可以达到315Nm。这种情况下只需要一个固定减速比的减速箱而已。车速提升后,对扭矩扭矩需求降低,而电动机后半段则工作在恒功率区间,恰好满足了车辆对动力的需求,而且电动机的转速足够高,一个固定速比的减速箱就可以满足车辆需求。
固定速比的单速变速箱中低速效率比较高,高速行驶时效率就差了一些,难以兼顾两个极端。如果高速行驶时进一步降低传动比, 那么可以提高最大时速、降低电耗、提高续航里程。但是真正的电动汽车多档位变速箱还没有广泛应用。多档位变速箱体增加、控制系统难度增加,而电动车极速行驶并不是目前的追求,够用即可。电机功率足够的情况下,单速变速箱更稳定一些,成本低。而目前混动车型***用拉变速箱,是因为发动机功率较低,只能通过减速的办法提升扭矩来驱动车辆。同时也带来了电耗高的缺点,能量损失大,耗电量也高一些。

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标签: 变速箱 转速 扭矩