圖|雷潤(rùn)雨 文|雷潤(rùn)雨

[搜狐汽車·E電園]在燃油車大行其道的時(shí)候，廠商紛紛會(huì)宣傳自家車型搭載6AT或7速雙離合變速箱，要么就說變速箱來自愛信或采埃孚。但走入電動(dòng)車時(shí)代后，似乎沒有誰再標(biāo)榜自己使用何種變速箱，從而大家會(huì)認(rèn)為電動(dòng)車沒有變速箱這一結(jié)構(gòu)，這是否是一個(gè)誤區(qū)呢？電動(dòng)車是不配擁有變速箱嗎？我們用本次新能源百科為大家解答這一問題。

[·1·發(fā)動(dòng)機(jī)有缺陷，所以要有變速箱]

作為燃油車三大件之一，變速箱的存在是由發(fā)動(dòng)機(jī)的物理性質(zhì)所決定的。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)雖然經(jīng)歷了上百年的發(fā)展，但依舊無法擺脫兩個(gè)致命的缺點(diǎn)，一是低轉(zhuǎn)速下輸出扭矩較低，難以保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，二是高轉(zhuǎn)速下輸出扭矩下降明顯。

當(dāng)然，這和發(fā)動(dòng)機(jī)本身的特性有關(guān)，或許一些學(xué)機(jī)械的朋友會(huì)知道“發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線”這個(gè)東西，展示了發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下功率和扭矩的變化，比如下面這張圖（藍(lán)色的是扭矩，紅色的是功率）：

簡(jiǎn)單來說，單純一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，既無法驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)，也無法兼顧低速和高速行駛。因此需要通過離合器和變速箱，靈活調(diào)節(jié)不同車速和不同動(dòng)力需求下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)的合理工作范圍也比較窄，一般為1000-4000rmp。變速箱為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持在合理的工作范圍，就無法固定在一個(gè)減速比來匹配行駛需要的轉(zhuǎn)速，因此需要多個(gè)擋位來提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。總而言之，變速箱是內(nèi)燃機(jī)時(shí)代的“遺留產(chǎn)物”，因轉(zhuǎn)速帶來在扭矩方面的缺陷，讓變速箱必須存在。

[·2·電機(jī)有先天優(yōu)勢(shì)，單速變速箱基本能搞定]

首先要告訴大家，電動(dòng)車是有變速箱的，目前大多數(shù)電動(dòng)車采用的都是單速變速箱，也就是說只有一個(gè)擋位的單擋減速器，可謂“一擋走天下”。由此一來，燃油車變速箱中的換擋邏輯和換擋頓挫等問題也就不復(fù)存在。

Ps：減速器和變速器兩者都是工作機(jī)與原動(dòng)機(jī)之間速度變換的裝置。其中將原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變換成一種固定轉(zhuǎn)速輸給工作機(jī)的裝置稱為減速器（一般是降低原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)定傳動(dòng)比傳動(dòng)）；將原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變換成多種轉(zhuǎn)速輸給工作機(jī)的裝置稱為變速器（實(shí)現(xiàn)可變傳動(dòng)比傳動(dòng)），下圖是減速器的工作原理。

相比于發(fā)動(dòng)機(jī)的“先天缺陷”，電機(jī)則更能夠讓人省心些。跟發(fā)動(dòng)機(jī)相比，電動(dòng)車的電機(jī)有兩個(gè)截然不同的特點(diǎn)。首先是零轉(zhuǎn)速下便可輸出最大扭矩，因此不需要設(shè)置怠速，靜止時(shí)電機(jī)關(guān)閉即可。此外，電機(jī)的工作范圍特別寬，一般為0-7000rmp，所以不同動(dòng)力下電機(jī)的轉(zhuǎn)速也能滿足，只需要一個(gè)減速器來提高電動(dòng)高轉(zhuǎn)速下的輸出扭矩。

我們?cè)賮砜纯措姍C(jī)的特性曲線，就用這個(gè)被用爛了的特斯拉的例子吧（實(shí)線是扭矩，虛線是功率）。從圖中我們可以看出，在轉(zhuǎn)速為0的時(shí)候就可以輸出最大扭矩，不但不需要怠速，而且減速比也可以做得相對(duì)比較小，所以電動(dòng)車搭載的那個(gè)“單速變速箱”其實(shí)是個(gè)減速器。

由此可見，即使沒有變速箱，電動(dòng)車也可以照常行駛，并可享受與之帶來的好處。相比變速箱，單級(jí)減速器傳動(dòng)效率更高，而且不存在換擋過程中的頓挫感，更重要的是對(duì)電動(dòng)車輕量化的貢獻(xiàn)。

[·3·兩擋變速箱可使運(yùn)轉(zhuǎn)更高效]

既然單速變速箱已被大范圍應(yīng)用，貌似也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“一擋走天下”，難道真的不需要兩個(gè)或多個(gè)擋位嗎？答案當(dāng)然不是了！

有了變速箱的電動(dòng)車，在工作時(shí)會(huì)處于更加高效的狀態(tài)。前面提到，電機(jī)的工作范圍較廣，但相對(duì)來說，在中低轉(zhuǎn)速的情況下，電機(jī)的扭矩非常足，工作效率也相對(duì)較高。但在高轉(zhuǎn)速的情況下，電機(jī)的效率和扭矩則會(huì)急速下降。而兩擋變速箱的作用就是使電機(jī)盡量工作在高效率的轉(zhuǎn)速區(qū)間，從而達(dá)到降低損耗和提高續(xù)航里程的效果。此外，曾有研究結(jié)果顯示，與單速變速箱相比，兩擋變速箱可節(jié)省電量達(dá)13%。我們?cè)儆靡粡垐D直觀為大家展示。

藍(lán)色區(qū)域?yàn)殡姍C(jī)的低效率區(qū)域（80%-90%），紅色區(qū)域?yàn)楦咝蕝^(qū)域（90%-93%）。在起步階段，電機(jī)轉(zhuǎn)速較低，為避免藍(lán)色區(qū)域，需要變速箱提高電機(jī)轉(zhuǎn)速到紅色區(qū)域。而在高速行駛階段，電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，為避免藍(lán)色區(qū)域，則需要變速器降低電機(jī)轉(zhuǎn)速到紅色區(qū)域。由此來看，只有兩擋變速箱才能使汽車在高低速情況下均保持在紅色區(qū)域。在量產(chǎn)車當(dāng)中，為了達(dá)到兼顧加速性能和高速性能，保時(shí)捷Taycan、奧迪e-tron就使用了兩擋變速箱。

[·4·兩擋變速箱暫無法大規(guī)模應(yīng)用]

通過以上內(nèi)容不難看出，兩擋變速箱對(duì)電動(dòng)車來說，是錦上添花的好事。那么問題來了，既然兩擋變速箱這么好，為何還沒有被大規(guī)模應(yīng)用？答案無外乎兩點(diǎn)，一是性價(jià)比不高，二是供應(yīng)鏈跟不上。

第一，傳統(tǒng)變速箱的設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本高，體積大，即使設(shè)計(jì)得再精密也存在效率損耗。對(duì)于電動(dòng)車來說，沒有必要為了一點(diǎn)點(diǎn)的改良而加入這么一個(gè)費(fèi)成本，占空間，又還損耗續(xù)航里程的機(jī)械結(jié)構(gòu)。省下變速箱的空間還可以用來安放更多的電池包，提升純電動(dòng)車的續(xù)航里程。

第二，兩擋變速箱能否快速或是大規(guī)模的投入市場(chǎng)，還與相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的成熟程度有關(guān)，這一點(diǎn)從國(guó)內(nèi)自動(dòng)變速箱此前的發(fā)展歷程中便能看出。自動(dòng)變速箱的控制和設(shè)計(jì)上的瓶頸或許沒那么難以克服，但是自動(dòng)變速器需要具備精密機(jī)械制造能力的產(chǎn)業(yè)鏈，而國(guó)內(nèi)在這一方面還并不成熟。

[·5·全文總結(jié)]

總而言之，電動(dòng)車沒有變速箱就可以正常行駛，主要是因?yàn)殡姍C(jī)的功能相比發(fā)動(dòng)機(jī)的功能簡(jiǎn)單又強(qiáng)大的多。但為了讓電機(jī)處在高效的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)間內(nèi)，變速箱也就應(yīng)運(yùn)而生。而單速變速箱是目前電動(dòng)車的主要選擇，但是隨著相關(guān)技術(shù)的成熟，兩擋變速箱未來有望成為一大趨勢(shì)。