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特斯拉-MODEL S

超低价好车团购

为什么特斯拉连变速箱都要减配?

2019年12月23日 15:06:01
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来源:玩车教授

1939年第一台自动挡轿车诞生,当时自动挡只有4个前进挡,2007年世界第一款8AT变速箱量产,2016年世界第一款10AT变速箱量产。大半个世纪过去,自动变速箱挡位数翻了两倍,如果燃油车前景一片光明,11AT甚至12AT不是梦!

然而电动车崛起后,变速箱直接没了!为了安抚广大燃油车用户,电动车仍会背着良心说自己有个单速变速箱。什么叫变速箱?首先得能换挡啊!可一个齿轮如何换挡?所以电动车实际上没有变速箱,只是巧立名目把主减速器包装成变速箱。

为什么电动车取消了变速箱,这是否属于变相简配?讲真,要把这事说清楚有点麻烦,这牵扯到发动机和电机的效率以及动力上的差异,而且这些都是比较抽象的东西!

我这暴脾气你学不来

发动机和电机扭矩输出特性完全不一样,这里以宝马340i的3.0T发动机为例,峰值扭矩输出范围为1380-5000rpm,但是这个峰值扭矩输出是有前提的,节气门必须是最大开度,也就是油门踩到底!

如果油门没有踩到底,那扭矩始终在峰值以下,这里纠正一个认知误区,最大扭矩输出转速只需1500rpm,不是说转速1500rpm就是峰值扭矩,好比你挂P挡踩油门,转速上来了扭矩实际上很小。

发动机扭矩跟进气量成正比,以自然吸气发动机为例,排量越大扭矩越大。进气量多少与节气门开度成正比,也就说油门踩多少扭矩有多大(进气量达到一定程度扭矩就上不去了)。发动机动力输出范围通常是800-6000rpm,假设发动机跳过变速箱直接驱动车轮,那必须每台车都是大排量!

现实中大部分车都是小排量,由于小排量扭矩小,因此需要很高的主减速比去放大扭矩,不然爬坡都是个大问题,一旦主减速比过大最高时速就会降低。变速箱相当于功率/扭矩调节器,起步爬坡用大齿比放大扭矩,高速巡航用小齿比提高功率。

买车最炫(装)富(X)的一句话是,我这车没有变速箱!因为只有柯尼塞格 Regera这种重量不过1.6吨,却搭载5.0T V8发动机加三电机,最大马力超1500ps的超跑,才不用考虑变速箱去留问题!

开外挂真的可以为所欲为

电动车扭矩控制很简单,注意是很简单!电流大扭矩大,控制电流就是控制扭矩,就是这么简单粗暴。电流又不像空气,受进气管长度、流速、温度影响,所以电机的扭矩输出就像开了外挂!

不论是什么电机,它们的扭矩输出特性基本一样,以特斯拉Model S为例,不同功率电机扭矩大小是不一样,但电机转动那一瞬间就已经输出峰值扭矩!不好意思,这点真是秒所有。更变态的是电机转速极高,12000rpm对电机来说不费吹灰之力,于是它的功率输出范围一般是发动机的两倍多。

低扭猛功率足,通过弱磁场控制,轻松把电机的扭矩和功率按照理想方式输出,还要这变速箱有何用?

效率逆天

发动机谈油耗,电机谈电耗,那么两者都要讲效率。一谈效率就伤感情,汽油发动机热效率能做到40%,已经属于非常高的水平,但电机效率轻松可以做到92%,也就说效率方面,电机是汽油机的两倍以上。如果把电机和发动机的效率图摆在一起,里面还有很多细节差异。

一台普通的三相交流电机,最高效率做到92%没有任何问题,如果针对性的优化,效率提升到94%也行!但电机和汽油机一样,不同转速和扭矩区间下,效率会有变化,但不管怎么变,电机最低效率几乎都在80%左右。

汽油发动机随着扭矩和转速区间的变化,效率差异会很大,最低5%,最高40%。这种效率差异,使得发动机必须搭配变速箱,假设发动机一直维持在最高效率区间运转,靠变速箱升降挡来调节扭矩和功率,油耗会特别理想。这就是早期搭载CVT变速箱的轿车,踩油门后发动机转速变动很小的原因。

电动车也不是说完全不需要变速箱,只是它的效率本身已经很高,所以不用它效率也不会很差!假如要做一款高档电动车,设计时速250km/h,那么电机就可能要在低效率区间工作,所以也有厂家给电机配两个挡位的变速箱,使电机的高效率区间扩大。

教授总结

电机动力输出特性的确要强于发动机,而且效率也特别高!但是电池的体积密度和重量密度跟汽油差距悬殊,教授之前听一位业内专家说,只要内燃机效率做到60%,就没有电机什么事了!

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