电动汽车能带变速箱吗吗,电动汽车加变速箱能不能增加续航

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大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于电动汽车能带变速箱吗吗的问题,于是小编就整理了3个相关介绍电动汽车能带变速箱吗吗的解答,让我们一起看看吧。

  1. 为什么电动汽车还需要安装变速器?
  2. 为什么新能源纯电动车不采用电机+AT或CVT的动力系统呢?
  3. 电动汽车在高速的时候为什么不给它安装一个CVT之类的变速箱?

什么电动汽车还需要安装变速器

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?

电动汽车能带变速箱吗吗,电动汽车加变速箱能不能增加续航-第1张图片-力芯发动机网
(图片来源网络,侵删)

变速箱的作用就是为了弥补发动机不足。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。

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!

电动汽车能带变速箱吗吗,电动汽车加变速箱能不能增加续航-第2张图片-力芯发动机网
(图片来源网络,侵删)

1、 电动汽车可以使用直驱方式,不安装减速机或者变速器,也可以配置减速机或者变速器,主要根据车的性能定位结构安排及性价比来确定。

2、 只使用一台直驱电动机,可以满足普通车辆使用,但是电动机的体积和功率会比非直驱方式大,电机成本高,因为永磁电机的转矩与体积成正比,效率点主要在额定高转速区域,所以有些车***用双电机驱动方式。

3、 电动机配置减速机的优点是,根据减速比,电机的体积与直驱的体积相比,电机铁芯大致可以减小与速比相同比例的体积,大大节省了电动机的成本,由于减速机扩大转矩的同时,还有降低与速比相同比例的电机转速的功能,这就需要配置高速电机,总功率不变。所以,根据车的性能定位,电动机的额定转速和额定转矩与减速机的速比关系的确定,是非常重要的。

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(图片来源网络,侵删)

4、 电动车也可以配置变速器,主要是高档车型,即要满足整体的动力效率,又要满足高速度动力性能的选择,相信是未来高端车动力配置的主要选项。

变速器通俗的讲,就是电动机与多组不同速比的减速机(也包含增速齿轮)可选择性的啮合工作,根据车辆行驶的具体要求,比如路况,车速,操作等等,随时让电动机选择最佳的一组传动比齿轮配合工作,达到最大的效率和使用效果,当然价格一定会高一些。

如果长时间高速行驶时,通过增速齿轮为电机加速度降转矩,比电机控制器***用弱磁方式提速降转矩的恒功率运行,大概能耗差不多,但是对于电机寿命来说[_a***_]会更好一些。

5、 应该说,电动车直驱、电动机+减速机、电动机+变速器的配置都是各有优点,主要看车的定位需要了。值得提一句的是,多电机的配置今后也会多起来,当然对于电机驱动与整车控制也提出了新的高要求。

能量守恒定律

电动汽车有直驱和使用减速器两种类型,不同的车型特点决定了是否需要变速箱,首先解释无需变速箱的电动汽车的特点。

能量守恒定律适合所有领域的所有动力元,一种能量形态转化为另一种能量形态,其最理想的比例为【1:1】;但是没有任何机器能做到如此高效,因为在转化过程中总会有部分能量成为非动能的其他形态能量存在与自然界。

内燃式发动机有效转化率达到40%左右即为高水平,而电动机能普遍超过90%,按照这一超高比例分析,电动汽车理论上可以做到无需变速箱。

事实也确实存在没有变速箱的直驱电动汽车,电动机与传动结构直接连接并输出动力,单纯以电动机输出转矩(定力)并调速实现CVT连续可变式动力传输;这种传动系统理论上是最理想的,因为不通过任何结构变矩则能减少一次能量损耗,这是更接近能量守恒的工况。

但是守恒之后还要考虑能源消耗量,任何发动机的高功率输出必然等于高能耗,这是恒久不变的道理;而电动机的动力曲线特点又比较特殊,因为电流的传输速度仅次于光速,只要起步时油门给的多则能在起步瞬间形成最强电磁场力以爆发峰值扭矩,但是在高转速区间电动机的输出扭矩又会下滑,这就造成了电机的致命缺点:高转速电耗过高。

参考这一公式能得出的结论一目了然,电动汽车在中低速段驾驶时能以低转速大扭矩实现高功率,这是能有效降低电耗的运行状态,能耗同比计算要比同样转速的内燃式发动机更低;但是在高转速区间扭矩的快速下滑会让功率整体降低,而功率高低直接决定了车辆的极速高低,那么为了达到合理的极速则只能依靠电机高转速运行拉高功率,此时的电耗会相当的高。

所以直驱电动汽车往往极速很低,使用的电动机也是低转速机型,这类车指负责城市道路通勤作并且以公共出行交通工具的形态出现,或者在特殊领域作为特种车辆使用。

而普通代步汽车使用的高速电机也存在同样的问题,区别无非是通过高转速仍能实现高功率,但是电动汽车的电池组容量大一些也不过100kwh左右,超高转速驾驶可以轻易实现30kwh左右的高电耗,这种运行状态会大大拉低车辆的实用性价值。

所以为了节省电耗有效提升续航,该类电动以及插电式混动汽车总会使用一组减速器,通过扭矩的合理放大可以让万转以上的高速电机,在几千转的低转速区间实现合理的动力输出;这种设计既能减少电耗又能减少转子轴承磨损,而且仍然能实现以单速比依靠动力元调速实现CVT连续可变传输的理想平顺状态。

关于电动汽车的变速箱了解这些也就足够了,对于汽车爱好者而言还可以以车型分类区分,也许后续的电动汽车会以轮毂电机直驱形态定义硬派越野车,以单速减速器定义普通代步车或准性能车(5秒级破百),以双速变速箱定义超高性能的电动或混合动力超跑车(2秒级),电动汽车的变速箱能决定车型。

为什么新能源纯电动车不***用电机+AT或CVT的动力系统呢?

我个人认为是成本的问题,中国车企在变速箱领域积淀不深,造不出一款稳定适配电动机输出的好变速箱。放眼全球也没有哪家厂配套生产专供电动机使用的变速箱,无处借鉴。从头开始研发需要时间,从长远来看,最终新能源汽车(纯电),总归是要走向变速这条路的。合适的输出匹配合适的速度,这是节能的必要手段!

不是不用,而是很多公司在研发适宜纯电动汽车的自动变速箱,有些车型已经在试用中。目前主要是没有设宜的可靠的成本能接受的可以量产的自动变速箱可供选用。目前燃油车上的AT、CVT不太适用于新能源汽车,一是档位太多了,新能源纯电动汽车用二档最多三档己足够,没必要5档6档,于是出现第二个问题,没有适宜速比的现成的自动变速箱可用。纯电动汽车用多档变速箱的好处是:1、有低速档的大速比可以减小电机的最大转矩,电机可以体积减小、起步和爬坡电流可以减小、控制器的峰值电流也可以减小,这些对降低电能损耗和电机及控制器成本的非常有利的,2、如果没有多档变速箱,设计驱动电机时要兼顾低速大扭矩和最高车速的功率输出,这实际上会影响电机发挥最好的效率,而有了多档变速箱,设计驱动电机时主要考虑高速的效率而不必考虑峰值扭矩不足,从而提高了驱动效率,3、不管何种电机,低速运行相对于额定转速其功率因数都是低的,即效率是低的,用多档变速后,车辆在低速行驶时电机的转速也较高,效率较高。综上所述,釆用多档变速可以匹配得驱动系统效率更高、体积更小、重量更轻,便于驱动系统向高速化、轻量化发展,并且成熟之后由于小型和轻量化,整个驱动系统的综合成本会低于目前市场上的单档变速箱系统,所以这一定是未来发展方向。目前国内研究研发者甚众,希望不会出现外资产品独领市场的局面。

原来看过一篇日本人的论文,讲电机的高效工况的。大概意思就是***如一个电机最高转速是8千转,在6000转左右时,效率最高,配合单速变速器,齿比轮周忘记了(数据记不住了,你了解一下大概意思吧,抱歉。)6000转左右时是60km/h的速度,最省电,效率最高,相当于我们常说的60km/h等速巡航的概念。电机效率达到90%,电能耗尽跑的距离最大,我记得实验结果是跑了150km。电能不变,车速提高到90km/h,达到电机最大转速,效率下降10%,实际上比之前少跑15km。一个电车如果最大续航是600km,那么少跑60。加上变速器的话本身就会带了效率的降低,同等条件下,600km的最大续航为例,多跑20千米,其实比起增加的重量和成本(包括车主的维护成本),非常不划算,最大里程越小越不划算。

但是,多级变速器能够提高极限速度,因此对于一些运动型的车,电机还是会配最少两档的变速器,比如宝马i8,240km/h的极速,魏派p8是为了让后驱的80kw小电机能跑出180的极速使用两档变速器,它的对手唐,后电机是180kw,轻松跑到180,综合电耗比p8也不差,所以***用单级变速器,省出来的空间装了一把伊顿差速锁。因此,普通家用车,能跑到150km/h就OK了,电机功率搞大些都有了 ,何必折腾变速器,比亚迪有大功率电机和较优秀的电控技术,所以不用变速器,能耗比起其他对手也能很低。

民用领域要不要用变速器我不好下结论,但是有一点可以肯定的是,动态提高电机最高转速获得高速经济性,或降低最高转速增大扭矩获得脱困性的技术也是有的,被称为弱磁控制,而且电机也不是只有永磁电机一种,还有兼容性更好的电机,就是目前还不能很好的控制,但是不表示一直不能控制,未来也许还会有特性更好的电机出现也未可知。

所以目前情况看,民用用不着变速器,如果没有匹配的大功率电机,或者是为了追求性能,才去使用变速器。

电动汽车在高速的时候为什么不给它安装一个CVT之类的变速箱?

电动汽车,不需要动力匹配输出,不需要安装变速器。直接由控制器控制电流输送给电动机,带动汽车行驶。
高速时耗电高,主要是因为电机输出的功率大,运转的速度快,因此耗电量就大。不过在高速的时候可以给电机间歇式的供电,***用惯性的方式或能量回收技术实现耗电量降低。

至于 电动汽车安装变速器,个人认为没有必要,如果是速度的问题可以由控制器直接控制电机的转速来达到变速的目的,关于耗电量的话可以用能量回收机制,惯性行驶,变频技术等,尽量降低速度快,耗电量高的问题。

结束语:电动汽车不用装变速器,可以直接对速度进行控制。

到此,以上就是小编对于电动汽车能带变速箱吗吗的问题就介绍到这了,希望介绍关于电动汽车能带变速箱吗吗的3点解答对大家有用。

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