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隨著全球各國禁售燃油車時間表的相繼公布,以及各大車企在新能源汽車領域的全面發力,新能源汽車在2018年迎來了大爆發。
從中汽協發布的9月份新能源汽車數據方面來看,新能源汽車9月產銷增長較平穩,共計銷售12.1萬輛,環比增長19.8%,同比增長54.8%。與我國9月汽車銷量同比下跌相比,新能源汽車可謂“逆流而上”。
新能源汽車不斷增加市場占有量的同時,也帶來了汽車技術的變革和進步,新技術的到來必然會導致一些傳統技術的退步甚至消失。那么,新能源汽車的迅猛發展,是否也在說明燃油車終結的時代就要來了?本文將通過汽車三大件之一的變速器,一探究竟。
變速器對純電動車沒有那么重要
變速器是傳統燃油車的核心部件之一,其有兩大基本功用,一是配合離合器,保證汽車正常起步,不至于因起步負載過大而熄火;二是,在車主不斷變化車速的過程中,通過檔位的切換(變速比)使得發動機穩定處于工作轉速。它對汽車的駕駛體驗有著至關重要的影響,但在新能源車領域,變速器似乎并沒有那么重要。因為電動汽車的電機已經可以依靠自身完善的系統讓車輛正常行駛,而變速器對改善駕駛性的效果有限,若再增加一個變速器,將會增加車輛的車重,也會增加成本。
目前,國內大部分純電動車都沒有物理意義上的變速器,很多人可能看到部分車的檔把以及在儀表上看到有檔位顯示,但實際上那些都是迎合消費者的模擬檔位,電動機本身并不需要齒輪變速機構的輔助就能在各個轉速下穩定工作。
市面上的純電動汽車基本上都是單速變速器,如特斯拉、寶馬i3、北汽電動車、啟辰晨風、比亞迪e5、帝豪EV、騰勢等。優點是:成本低、結構簡單易安裝、故障率小、動力損失小、體積小。缺點是:當電動汽車的速度到達極限之后沒有提升空間,所以電動車的速度受到制約,高速經濟性不高。在固定功率相同的條件下,采用異步電動機的電動車車速更快,但是和固定齒比變速器匹配之后,速度卻沒有提升。即便是加速強悍的特斯拉,在中后段的加速表現同樣不佳,這就是受固定齒比變速器的影響。
另外,純電動車也不能搭載普通的變速器,主要原因是普通變速器的體積和重量相對于電動車而言太大,本來電池組就把整個底盤空間占掉了,壓根就沒有過多的安放空間;其次是傳動效率不夠高!以傳動效率較高的雙離合變速器為例,實際傳動效率在87%左右,這就意味著原本電池組100公里的續航里程,傳到車輪后就只剩下87公里了。同時,考慮變速器的重量因素,可能也會使實際續航里程下降!
電動機的功能比燃油機的功能簡單又強大的多,電動汽車沒有變速器就可以正常行駛,那么,為什么還要增加成本加一個變速器呢??
變速器的發展趨勢
蓋世汽車研究院分析師認為,到2030年前,電動汽車將占超過80%的中國汽車產量。混合動力汽車仍將搭載AT、DCT以及ECVT;純電動汽車短期內以減速器為主流,二級變速器為趨勢。對于混合動力來說,變速器仍是核心零部件。混動汽車AT,DCT都可以搭載,但需特別改造。ECVT結構簡單,傳動效率高,舒適性好,可以預見在專利保護到期后,ECVT的市場份額將大幅增加,DCT短期內主驅動前后置方案可行性高,長期趨勢為集合程度高的BSG+DCT奇數軸電機結構。對于純電動來說,二級變速器為趨勢。短期內由于技術原因,市場上的純電動汽車變速器幾乎都為單級減速器,長期來看,二級變速器能夠更好的提高電機效率,高速性表現更好,將成為趨勢。
很多認可二級變速器將是未來發展趨勢的業內人士也認為,采用二級變速器,可以使電機更多地工作在高效區,其原因是采用二級變速器時,電機的工作轉矩比采用固定檔減速器小得多,這樣就減小了電機的工作電流,降低了電機的燒組損耗,提高了電機的工作效率。
也有業內人士認為,對純電動汽車而言,為了提高傳統比,實現最大車速及最大爬坡度的提升,可對變速器進行改進,采用五擋變速器,能夠實現汽車性能的提高。現階段,五擋變速器已經實現了產業化發展,而兩擋變速器研發成果顯然還不明顯,所以,五擋變速器可以直接應用現有技術及成果,實現研發成本的降低,同時五擋變速器對電池、電機的要求都不高,有可能是未來電動汽車發展的主要方向。?
在2018CTI論壇上,北京長城華冠汽車科技總裁王克堅表示,電動跑車K50擁有一個電動發動機,在每個軸上都具備了一個單速變速器。可提供百公里加速僅需4.6秒和續航里程420公里的性能。車身(約800公斤)的輕量化歸功于碳纖維材料。在下一代車型上塑料材料將取代碳纖維。下一代電動車型將擁有二級變速器。AMT方案將成為首選。將來,帶行星齒輪組的多速變速器也將被考慮用于電動車型。?
蜂巢易創科技有限公司技術總監GERHARD HENNING則認為, 到2030年,70%全球生產的1.2億車輛將被混動化或成為純電動車。但是,70%車輛將依然擁有內燃機作為其動力系統的組成部分。7速DCT系統提供給傳統(FWD、AWD)和混動(P2、P4)車型靈活的應用可能(平臺設計)。當最大時速超過160公里時,需要兩速變速箱。兩速電動軸帶行星齒輪組和一個動力轉換組件,避免牽引力中斷。電驅傳動(單速)用于35、120、170千瓦峰值的電機。汽車工業必須為未來每種可能的技術做好準備,未來肯定不只屬于電池驅動電動車。
