目前,一家名為“驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(Drive System Design)”的公司(以下簡(jiǎn)稱為DSD)正在全球?qū)で笸顿Y者,其目的是為了將該公司研發(fā)的一款多齒比變速箱實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。?
目前看到這里,可能有人會(huì)不以為然——不就是一個(gè)變速箱嘛!至于這么大張旗鼓嗎??
實(shí)際上,AVL、Delta賽車、GKN、捷豹路虎、印度塔塔鋼鐵、威廉姆斯、Zytek等知名企業(yè)已經(jīng)針對(duì)這一項(xiàng)目成立了聯(lián)合風(fēng)險(xiǎn)投資財(cái)團(tuán),布里斯托爾、克蘭菲爾德和紐卡斯?fàn)柕臄?shù)所大學(xué)則對(duì)該項(xiàng)目的商業(yè)化發(fā)展提供持續(xù)的技術(shù)支持。
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這里必須先普及一下,DSD公司開發(fā)的這款多擋位變速箱內(nèi)部代號(hào)為MSYS,擁有五個(gè)獨(dú)立的全球?qū)@夹g(shù),所針對(duì)的車型是電動(dòng)車以及混動(dòng)汽車。
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由于電動(dòng)機(jī)扭矩輸出和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無關(guān),因此目前絕大部分依靠電動(dòng)機(jī)進(jìn)行末端驅(qū)動(dòng)的新能源汽車配備的都是單級(jí)變速箱或減速器——通常被稱為固定齒比變速箱。
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固定齒比變速箱的局限性
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相對(duì)于普通變速箱而言,固定齒比變速箱傳動(dòng)效率高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠,體積小易安裝,且不存在什么標(biāo)定難度,所以成為末端電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車型的選擇。
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然而近來有關(guān)多齒比變速箱的技術(shù)呼吁甚囂塵上,究其原因,還是驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的問題。
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特斯拉Model?S百公里加速很厲害,但受制于沒有多齒比變速箱,中后段加速性能陽痿,且單位電量續(xù)航力欠佳
? 以滿大街跑的直流電瓶車為例,在趨于轉(zhuǎn)速的條件下,扭矩輸出依然和起步時(shí)一樣,但車速卻無法進(jìn)一步提升。?
再往高端一點(diǎn)看,比電瓶車的直流電動(dòng)機(jī)更好的是異步電動(dòng)機(jī),也叫做感應(yīng)電動(dòng)機(jī),其高轉(zhuǎn)速比直流電動(dòng)機(jī)高一倍,功率密度也明顯超過直流電動(dòng)機(jī)。?
在額定功率相同的前提下,采用異步電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)車車速更快,但是和固定齒比變速箱匹配之后依然會(huì)存在高速經(jīng)濟(jì)性不高的問題。?
例如,采用異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的特斯拉Model S起步能力很強(qiáng)悍,但是在中后段的加速表現(xiàn)同樣不佳,而且單位電量的續(xù)航力甚至比不過國產(chǎn)的騰勢(shì)——這其實(shí)就是固定齒比變速箱的局限性所致。?
為了解決這一問題,寶馬為i8的驅(qū)動(dòng)電機(jī)匹配了GKN供應(yīng)的2速自動(dòng)變速箱——盡管在行業(yè)中看來,這款2AT充其量只能被稱為1.5AT,但這足以讓寶馬i8在純電動(dòng)模式下加速到250km/h的用時(shí)明顯比特斯拉Model?S短,這也是寶馬有底氣對(duì)特斯拉不屑一顧的主要原因之一。
? 為何電動(dòng)車不能搭載普通的變速箱?原因主要是普通變速箱的體積和重量相對(duì)于電動(dòng)車而言太大,其次是傳動(dòng)效率欠佳,且安裝設(shè)計(jì)以及匹配的難度較大。?
以目前傳動(dòng)效率高的雙離合變速箱為例,實(shí)際傳動(dòng)效率在87%左右,這就意味著原本100km的續(xù)航力只有87km,再考慮變速箱的重量因素,實(shí)際續(xù)航力還有下降——眾所周知,續(xù)航力就是電動(dòng)車的命門!?
如果采用固定齒比變速箱,或許100km/h車速狀態(tài)下的續(xù)航力會(huì)有所下降。