新能源車為什么不加變速箱解決高速高耗電的問題??生活中難免會(huì)有各種各樣的問題,如果你對這個(gè)不了解,一起來學(xué)習(xí)。
發(fā)動(dòng)機(jī)在低旋轉(zhuǎn)運(yùn)行時(shí),功率和扭矩小,不能滿足驅(qū)動(dòng)車輛的需要,因此需要采用大齒比來擴(kuò)大扭矩,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升時(shí),扭矩逐漸上升,功率與扭矩和轉(zhuǎn)速成正相關(guān)(正比關(guān)系),因此此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率逐漸達(dá)到最大值,但由于轉(zhuǎn)速上升,發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)副間摩擦增加,發(fā)動(dòng)機(jī)阻力增大,機(jī)器效率降低內(nèi)燃機(jī)不能像馬達(dá)那樣進(jìn)行恒定功率或恒定扭矩加速,當(dāng)轉(zhuǎn)速過高時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)各部件間受到的沖擊和摩擦阻力指數(shù)上升,由于進(jìn)氣效率和排氣效率難以跟上發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行需求,因此私人車的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上限一般在7000 rpm以下。
馬達(dá)的運(yùn)行狀況一直很簡單,對于永磁鐵同步電動(dòng)機(jī)來說,磁體鋼作為轉(zhuǎn)子,電流通過纏繞電阻時(shí),轉(zhuǎn)子通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩,所以只要電流達(dá)到額定模式的最大值,電動(dòng)機(jī)就可以爆炸最大扭矩,這也是電動(dòng)汽車的靜止啟動(dòng)性能非常優(yōu)秀的理由,此時(shí),馬達(dá)以一定轉(zhuǎn)矩加速,轉(zhuǎn)矩不會(huì)隨著轉(zhuǎn)數(shù)的上升而下降,電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率轉(zhuǎn)數(shù)后會(huì)繼續(xù)加速,轉(zhuǎn)矩會(huì)慢慢降低,此時(shí),馬達(dá)以恒定功率加速的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
對于普通轎車內(nèi)燃機(jī)來說,7000 rpm已經(jīng)是極限斷油旋轉(zhuǎn)速度,電動(dòng)機(jī)的最大旋轉(zhuǎn)速度至少在11000rpm以上,甚至超過18000rpm,轉(zhuǎn)速范圍至少是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的3倍,是柴油機(jī)的4倍,因此,在日常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下,電動(dòng)機(jī)完全沒有必要通過變速進(jìn)行速度調(diào)整。
舉個(gè)例子,最大轉(zhuǎn)數(shù)7000 rpm的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車要突破200km/h的時(shí)速,至少需要4個(gè)不同齒比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),最大轉(zhuǎn)數(shù)為18000rpm的馬達(dá),如果有足夠的電力,可以固定齒比,輕松驅(qū)動(dòng)汽車至180km/h,只有需要200km/h以上時(shí)速的電動(dòng)汽車,使用變速裝置進(jìn)行減速增扭,考慮提高高旋轉(zhuǎn)區(qū)間的再加速能力。
另外,由于電池低于能量密度,為了滿足車輛續(xù)航距離的需求,電池包的體積通常較大,純電動(dòng)汽車通常會(huì)在電池上保留有限的空間,變速箱作為體積大的機(jī)械零件,電動(dòng)汽車已經(jīng)沒有多余的空間了,另外,電動(dòng)車的極限速度提高可以通過增加馬達(dá)電力、提高馬達(dá)最大旋轉(zhuǎn)速度來實(shí)現(xiàn),因此不需要在傳輸中浪費(fèi)成本。
根據(jù)2017年電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)的車輛動(dòng)力推進(jìn)會(huì)議(VPC)發(fā)表的演講,電動(dòng)汽車增加2速變速器的情況下,耗電減少0.75,最大為1.5,這是因?yàn)楹芏嚯妱?dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)效率在80~90區(qū)間,即使增加了變速器,也不能大幅提高驅(qū)動(dòng)效率。
驅(qū)動(dòng)效率高,轉(zhuǎn)速范圍廣,機(jī)械能量損失小,是電動(dòng)機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn),由于這種高效驅(qū)動(dòng)效率,電動(dòng)車在時(shí)代舞臺(tái)上嶄露頭角,成為最有可能替代燃料車的新能源車型,如果向純電動(dòng)汽車增加變速器,不僅不能大幅提高驅(qū)動(dòng)效率,還可以增加機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,使機(jī)器能量的損失更大,同時(shí)也可以增加制造商的成本,不劃算。