雅斯頓原創文章|溜溜

相比傳統燃油車，電動車的結構發生了很大的變化，電動機代替了傳統的發動機，電池組代替了燃油，就連以檔位論英雄的變速箱，也被取代為單級減速器。正是因為電動車繞過了發動機和變速箱的汽車行業準入門檻，讓造車和維護保養變得更加簡單。

但近來越來越多車企和供應商都在投入研發電動車專用變速箱，比如寶馬i8采用GKN的2AT變速箱，博世、加特克、博格華納等變速箱供應商也在虎視眈眈。如果說電動車簡化機械機構是大勢所趨，那曾被砍掉的變速箱再次卷土歸來，這是歷史倒退嗎？

內燃機時代的“遺留產物”

在回答這個問題之前，首先要明白變速箱在燃油車和電動車中的戲份到底有多少。作為燃油車三大件之一，變速箱的存在是由發動機的物理性質所決定的。內燃機雖然經歷了上百年的改進，但依舊無法擺脫兩個致命的缺點，一是低轉速下輸出扭矩較低，難以保證發動機正常運轉；二是高轉速下輸出扭矩會急速下降。

換言之，單純一個內燃機，既無法驅動汽車，也無法兼顧低速和高速行駛。因此需要通過離合器和變速箱，靈活調節不同車速和不同動力需求下發動機的轉速。此外，發動機的合理工作范圍較窄，一般為1000-4000rmp，變速箱為了讓發動機轉速保持在合理的工作范圍，就無法固定在一個減速比來匹配行駛需要的轉速，因此需要多個檔位來提高發動機的效率。

跟內燃機相比，電動車的電機則有兩個截然不同的特點，首先是零轉速下便可輸出最大扭矩，因此不需要設置怠速，靜止時電機關閉即可；此外，電機的工作范圍特別寬，一般為0-7000rmp，所以不同動力下電機的轉速也能滿足，只需要一個減速器來提高電動高轉速下的輸出扭矩。

由此可見，即使沒有變速箱，電動車也可以照常運行，并可享受與之帶來的好處。相比變速箱，單級減速器傳動效率更高，而且不存在換擋過程中的頓挫感，更重要的是對電動車輕量化的貢獻。據了解，采用單級減速器可以為車重減輕185kg的負擔，從而換來更長的續航里程。而寶馬i3大費周折，專門采用全碳化纖維車身，也僅帶來250-350kg的減重效果。從“性價比”來看，顯然前者更符合主流車企的利益，這也是為什么目前全球主流電動車均采用電機+單級減速器的結構。

變速箱是錦上添花？

當然，可以不用變速箱，并不等于一定不用變速箱。電動車電機的特性確實在起步階段可以秀你一臉，包括很多三四百萬的跑車也只能看它的尾燈，比如特斯拉ModelSP100D百米加速為2.28s，，比它貴三倍的蘭博基尼HuracanPerformante百米加速為2.9s。

雖然電動車擁有優秀的起步速度，但極速卻比不上內燃機，還是以特斯拉ModelSP100D和蘭博基尼HuracanPerformante來說，前者極速為250km/h，而且僅能維持幾秒時間，后者最高速度可達到325km/h，堪稱“最蠻小牛”。

電動車的極速遠落后于內燃機的根本原因，其實就在減速比。隨著電機轉速增高，電機內部產生的反電動勢也會越大，電機的有效電壓也會隨著降低，因此對車輪的驅動力也會降低。單級減速器使得電動車完成從起步到最高時速的行駛，相當于內燃機從一檔起步后直到轉速被拉高至紅線區，發動機不能回到最佳扭矩輸出區間，再加速能力被大幅削弱。唯有通過增加小齒輪比檔位，才能進一步提高極速表現。

其次是續航能力。單級減速器會造成汽車巡航狀態處于較高的轉速臨界點。加上變速箱的話，可以通過換擋使發動機處于效率最高的區域。從另一個角度來看，變速箱可以有效降低電機和電池的負荷。

機遇與挑戰并存

由此可見，變速箱對提高電動車的極速表現和行駛經濟性有莫大幫助，但對車企來說，要實現這種錦上添花的任務并非想象中那么簡單。特斯的第一款車型Roadster的最初版設計使用180kW電機+2AT變速箱，后來在設計和生產過程中遇到了不少困難，于是被迫采用了第二種方案，取消了變速箱。但為了實現相同的性能，特斯拉只能將電機增大到240kW，相應的電池也進一步增大到80kWh，來提供更大的輸出功率，滿足電機需求。

對特斯拉來說，研發電動車的變速箱有如此大的難度，更不用說其他研發水平一般的車企了。尤其對國內企業來說，制造出合格的變速箱可比造出內燃機都要難，這不僅需要克服變速箱控制和設計上的瓶頸，尤其是電機的效率比內燃機要高，對變速箱傳動效率要求也會更高。此外，生產上還需要具備精密機械制造能力的產業鏈，導致車企不想用變速箱。

從另一個角度來看，目前大部分電動車即使沒有變速箱，加速能力和極速已經足以滿足日常的用車需求。目前最迫切的難題在于提高電動車的續航能力、減少充電時間、降低制造成本，變速箱的存在反而會帶來車重及成本的提升，這樣來看似乎并不劃算。

雖然目前純電動車中，我們還沒有看到多級變速箱的存在，不過在采用插電混動結構的車型中，寶馬i8已經率先為驅動前輪的電動機單獨配備了一個2AT變速箱。大部分混動車型都有配備離合器的結構，用于電機轉速過快時，防止電力驅動脫離，但這對一臺追求動力和速度的寶馬i8來說，高速時斷開電力傳動顯然并不合適，2AT變速箱可以讓寶馬i8的電動機在第二檔時臨界轉速更低，這樣電機和內燃機都可以共同驅動車輛。

此外，豐田應用在旗下混動車型中的ECVT變速箱，使用行星齒輪的變速結構，讓它不光可以匹配發動機，對電機同樣起到變速功能。汽車零件供應商博世，早前已經表示他們正在研發電動車專用的多檔變速箱。

雅斯頓小結

可以肯定的說，變速箱的加入對電動車的整體性能有所幫助。或許有人認為，深挖電機和電控系統的潛力同樣可以滿足電動車性能的要求，但如果普通溫順的小綿羊通過搭載變速箱后，能達到特斯拉一樣強大的加速水平，這何嘗不是一種進步呢？據了解，有企業正嘗試用額定功率30-40kW的電機，搭配一個2擋變速箱，爆發出4秒多的加速性能。相信隨著相關技術的成熟，電動車搭載變速箱將會成為未來的趨勢。