谁说电动汽车需要变速箱来优化的?毛病!来找骂的吧?

近来一直听闻有媒体,甚至有专业行业内的工程师撰文,声称给电动汽车增加一个2或3档变速箱,能大大提高电动汽车的效率,降低能耗云云。也不知道是不是存在某些变速箱制造商之间的利益关系。但实在看不下去了,就必须有人站出来说句话了!

先从谈谈牛和马开始

我们先看看马和牛的区别:马能做到快跑,但却无法做到负重前进。而牛则刚好相反,能做到重负荷前进,却无法快跑。用汽车术语来说就是马速度快,扭矩小。而牛扭矩蛮横但速度慢。甚至汽车行业里有一个专有名词叫做“牛马特性”说的就是这个意思。

事实上汽车变速箱的原理就是基于牛马特性。车辆起步的时候车速很慢,但需要很大的扭矩来克服阻力,因此这时候我们需要“车辆变成牛”。而随着车速的提高,我们需要的扭矩越来越少,这时候仅仅一点点扭矩就能维持车速了。我们想要“车子变成马”。

“牛”就是变速箱的低速档位,而“马”就是变速箱的高速档位。那么电动汽车需要不需要变速箱呢?我们先来看看电动汽车自身有没有“牛马特性”。事实上最早的电动汽车,都采用串励直流电机。这种电机最大的特点之一,就是“全程软特性”。

软特性电机很好用

软特性是啥意思?很简单,就是电机转速越慢的时候,扭矩越大。而电机转速越高的时候,扭矩越小。电机的转速和扭矩之间成反比,而且自动平衡。比如车子起步的时候因为电机转速还很低,所以扭矩就自动大到吓人。

车辆速度上去后,随着电机转速的提升,扭矩越来越小。如果车辆遇到上坡,导致车速降低的时候,电机会自动提高扭矩去克服上坡阻力……这就是电机的“软特性”。其实就是相当于电机自带了变速箱,而且是自动挡!

串励直流电机的这一性能非常适合车辆使用,所以几十年来一直是电动汽车的主力电机。可是由于种种客观原因,串励直流电机因为可靠性差,维护成本高等原因,越来越不适应现代化社会了。现代社会我们更要求电机成本低、可靠性好、故障少。

电机无刷化带来的问题

所以今日我们必须使用无刷电机来牵引车辆,而无刷电机的机械特性是硬特性,因此往往搭配电流闭环控制策略来实现系统的软特性,但却带来了其他不良效果。其中遭遇的一个大问题,就是电机系统的效率恶化。

意思就是说,电机需要在额定转速状态工作可以达到高效率,却在其他转速和负荷条件下效率很低。这样严重浪费了电能。于是乎,有人提出给电机搭配变速箱来绕开此矛盾。但是,他们却完全没有打开思路,从更换电机种类的角度去思考问题。

很多人会说,虽然电机本身的机械特性分软特性,硬特性,但是我们通过不同的控制策略,是可以把软特性电机用在硬特性需求领域,或者反之把硬特性电机用在软特性需求领域(比如目前新能源车辆主流的永磁无刷和永磁同步电机,搭配电流闭环控制策略)。

该怎么办??

而且经过这样的强行控制后,确实会影响到整个系统的效率表现。但是随着新型数字矢量控制技术的完善,以及全新磁阻电机产品的成熟,这一遗憾将得到彻底的改善和解决。

这是其一,其二,电动汽车最终的形态必然是每个轮子一台电机的模块化布局,这进一步限制了变速箱的布置和运用。因此我个人的观点是:电动汽车最终会让变速箱走进历史博物馆!!没有任何其他可能性!!

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