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差点让特斯拉夭折的变速箱 为何多年仍难以出生?

2018-11-27 19:38 来源: 车经社

这些年随着造车新势力的加入,让新能源车市场快速搅动,但是在各种天花乱坠的商业模式创新之下,核心技术的突破却困难重重,潮水退去之后,谁在裸泳?继此前的电池专题之后,本期我们就新能源汽车三大件中的电机和变速箱,当下以及未来发展来为大家做一个简单的解读。

作为造车新势力的领导者,特斯拉在创业初期也曾计划搭载180kW电机+2档变速箱的动力系统,变速箱委托英国Xtrac公司生产,原以为计划进行的比较顺利,但研发出来的变速器样机仅仅跑了40秒就接近报废,就这样,在二级变速器的拖累下,首款车型迟迟无法量产,甚至一度推迟上市计划。最终,马斯克拍板取消了安装二级变速器的计划,转而采用异步电机配单速变速箱。但也因此错过了其出场的最佳时机,差点使特斯拉胎死腹中。

差点让特斯拉夭折的变速箱 为何多年仍难以出生?

虽然特斯拉所搭载的异步电机高速性能较为突出,但想要达到之前预期的续航与速度,被迫选择了功率更大的240kW电机配单速减速机的动力组合,电池组也从60kWh增大到80kWh,不仅整备质量大幅提升,但中高速中却颇为疲弱,在中高速上逊色于宝马i8。究其原因,就在于特斯拉单速减速器,从起步到加速乃至最高速度,只能使特斯拉在固定档位上行驶,高速不能变速。在选择低速还是高速两种工况下,特斯拉选择了向前者低头,而在当前纯电动汽车中,普遍搭载的都是单速变速箱,因此,纯电动汽车高速能力较弱也是一个不争的事实。

差点让特斯拉夭折的变速箱 为何多年仍难以出生?

而电动机与传统燃油机在运行特性上的不一致,使变速箱进行针对性的改动更为麻烦,电动机一般具有低速恒转矩和高速恒功率的特性,在很低的速度甚至零速度下就可以产生很强的扭矩,并且拥有宽泛的转速区间以及范围。以当前装配单速减速器的车型来看,虽然中低速具备很高的优势,但在中高速阶段,电动机需要保持非常高的转速,这也将大大提升电动机的温度以及耗电量,影响其续航里程。

多级变速箱能成为纯电动的第二春吗?

综上可以看出,二级乃至多级变速箱对于纯电动汽车性能使有提升的,但具体能提升多少?

差点让特斯拉夭折的变速箱 为何多年仍难以出生?

我们从河北工业大学新能源汽车研究中心的数据来看,使用两档变速箱之后,一台普通电机的性能可以提升近20%。不仅如此,还可使纯电动汽车在高速巡航方面将会更为省电,有业内人士指出,二级变速器可节省的电量高达13%,在同样的续航条件下,不仅可以实现更小的电池以及更轻的整备质量;并且,在三元锂电池技术尚未突破的前提下,同样电池还可小幅提升纯电动汽车的续航里程,怎么看,都是一个极为划算的问题,那么为何市场上仍未出现搭载二级变速箱的纯电动汽车呢?

多级变速器的研发困局

但从市场来看,二级变速箱前景已经非常明朗了,主要的限制原因还在于技术问题,从当前主流供应商来看,依旧将重心放置在混动车型方面,基于传统优势改装的变速箱成为了当下发展的一个主要方向,而基于P4模式推出的变速箱仅仅是小规模量产阶段,并且主要架构也是传统燃油变速箱的变种,性能以及成本方面的问题导致部分车企并不愿采用。

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而在国内,由于整车厂集成以及供应链都比较弱,对于变速箱更加不热衷,从当前纯电动汽车来看,即便是对性能有着极高要求的赛车领域,应用多挡变速箱的电动汽车也不多。如大众I.D. R PIKES PEAK、蔚来EP9采用的多点击匹配相应的单级减速器,来提升其性能。

差点让特斯拉夭折的变速箱 为何多年仍难以出生?

对此,有业内人士指出,供应商以及车企一直困在变速箱传统的发展思路之中,很可能研发出的多级变速箱并不适用于纯电动汽车,而像eCVT这种跳出传统架构,开发出全新形式的变速箱,或许才能真正为纯电动汽车带来质的提升。

但如何研发,供应商在投入巨额资金后如果出现方向的误差,所有的成本都要自己扛,对于纯电动汽车变速箱研发持谨慎态度也是人之常情。

多级变速箱路线争议

而对于纯电动汽车,当下市场纯电动汽车主要配备单级减速器,但长期来看,二级变速器能够更好的提高电机效率,高速性表现更好,将成为趋势。虽然趋势大家都非常认同,但其未来路线发展依旧饱受争议。

有人认为,基于AMT开发的二级变速器以及基于行星齿轮组打造的多速变速器才是未来纯电动汽车发展的主要方向,从技术上来看,不少下级供应商已经推出了部分成果。

差点让特斯拉夭折的变速箱 为何多年仍难以出生?

但也有业内人士表示,对于纯电动汽车来说,为了实现最大扭矩与最大车速之间的匹配,对当下的变速器进行简单改进,采用五挡变速器即可实现纯电动汽车质的提升,并且研发成本较低,且可利用传统变速箱研发的技术。

从国内精进电机研发来看,其推出的二级变速器,采用了电磁控制,规避了国内液压阀供应链的缺陷,电磁力将离合器吸合,完成二级调速,但仍处于小规模量产阶段,距离其大规模的市场化还需时日。

结语:从混动模式推出的多款变速箱来看,已经有多款基于新模块下研发的变速箱搭载到量产车,并且形成了多模式下并行发展的趋势。相比之下,纯电动汽车仍处于提升续航里程、缩短充电时间、进一步压缩成本等问题之上,无暇顾及多级变速箱的研发,并且所搭载的单速减速器可以基本满足纯电动汽车的日常使用,对于多级变速器的需求并不算紧迫,未来随着随着相关技术的成熟,二级变速器未来有望成为一大趋势,但在时间上,有可能比我们预料中的还要迟。

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