电动汽车有变速器吗?《电动汽车动力指南

电动汽车有独特的动力传输方式。

电动汽车的驱动单元
电动汽车的驱动单元。

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当你第一次驾驶电动汽车时,你的汽车甚至可能没有变速杆或变速杆可以让你换档。踩下油门(而不是“油门”),你不会感觉到任何变速器换档。那么,电动汽车甚至有变速器吗?

答案取决于你问谁。浏览著名的汽车网站,你会发现不同的答案,从“没有传输”到“一种传送”和“与传输“在这里,我们将澄清事实,并弄清楚到底是什么驱动你的电动汽车。

变速器的作用是什么?

它有助于定义传输首先做什么。变速器是一种传递动力的机器,所以从最严格的机械工程意义上来说,每辆车都有变速器。

汽车传动装置通过一组齿轮将能量来源(无论是电动机还是内燃机)的旋转动力传递给差速器,差速器是旋转车轮的装置。但在一般的说法中,许多人认为变速器是发动机的一部分,可以从低速档转向高速档,或从前进档转向倒车档,如“手动档”和“自动档”。这就是事情变得模糊的地方。

常规传输

在燃气驱动的汽车中,内燃机必须在一定的转速范围内旋转,这样既不会失速(因为它旋转得太慢)也不会过热(因为它旋转得太快)。该转速范围大约在每分钟500到7000转(RPM)之间.为了补偿该限制,变速器通过在低档和高档之间换档来调整发动机旋转和车轮旋转之间的比率。

自动变速箱
汽油动力汽车中的自动变速箱。

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最低齿轮的旋转速度比发动机慢,使发动机以足够高的rpm转速运行,以免失速。最低的齿轮旋转缓慢,因为它是最大的齿轮,这传递了更多的力,但较低的速度,以车轮,因为齿轮需要推动车辆从静止前进。

相比之下,最高的档位是最小的,处于“超速”状态,这意味着它的旋转速度比引擎更快,使汽车在高速行驶时不会导致引擎过热。在手动变速器车辆中,接合离合器会使一个档位脱离,这样你就可以换到另一个档位。自动变速器做同样的事情,但没有司机干预。

马力是什么?

电动机的马力由速度和扭矩决定。速度定义为电机旋转的速率,而扭矩是电机输出的旋转力的量。当电源稳定的电机快速旋转时,就会失去扭矩。当旋转变慢时,扭矩增加。

电动汽车发动机是如何工作的?

电动汽车的显著特征之一是安静、瞬时和平稳的加速。这是因为电动汽车的推进方式不同。顾名思义,电动汽车和汽油汽车的主要区别在于燃料来源。当你踩上电动汽车的加速器时,电能从电池传输到电动机,使其快速旋转。

一种电动汽车变速箱制造技术
电动汽车变速箱。

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大多数电动汽车都有一个连接变速箱的交流(交流电)电机。齿轮箱里装的是一些人称之为传动装置的东西,因为它确实是一组齿轮,将电机的转动转化为车轮的转动。但更准确地说,它被称为单速齿轮减速器,因为变速箱中的多个齿轮总是相互连接,因此所有齿轮都在同一时间旋转。

齿轮减速装置以大约10比1的比率将电机的rpm降低到车轮的更合理的rpm。因此,没有离合器,没有齿轮脱离,也没有根据车辆的需要在不同大小的齿轮之间转换,换句话说,没有变速器。

有倒档吗?

因为电动汽车的马达通常使用交流电,所以不需要倒车档。马达只是在相反的方向旋转。

交流电机可以在0到10000转/分或更高的转速范围内旋转。(2021特斯拉S型方格布中的电机可以旋转到23308转,这是它可以加速到每小时200英里的原因之一。)这为电动汽车在各种速度下提供了充足的扭矩,具有“最佳点”在30-40 mph的范围内,在足够的扭矩和足够的速度之间。能量通过变速箱直接和几乎瞬间从电机传递到车轮,而不是通过变速箱,并且从一个速度到下一个速度的转换不必从一个档位切换到下一个档位,从而实现平稳、安静的加速。

变速器的缺乏减少了多齿轮啮合和分离时产生的摩擦(从而减少了磨损)。与换挡相比,流体转换也能更好地保持汽车的前进动力,这也是电动汽车在使用能源方面效率更高的原因之一。

总的来说,电动汽车平均能转换77%的电量储存在电池中以推动汽车前进,而汽油动力汽车将其油箱中储存的汽油能量的12%转换为30%。其余大部分被浪费为热量。电动汽车发动机向车轮的传输功率效率为89%至98%,具体取决于车辆,而在冰车中,从发动机到发动机的传输过程是相同的车轮的效率只有14%到26%。yabo彩票

电动汽车可以有多个档位吗?

任何车辆,无论是洲际汽车还是电动汽车,都需要比速度更大的扭矩来推动汽车从静止状态前进,而一旦汽车已经有了前进的动力,则需要比扭矩更大的速度。那么,电动汽车会不会从多齿轮系统中受益呢?是的,但这是以一个更复杂的系统为代价的,它需要更多的部件、更多的重量、更多的劳动力和更大的供应链——换句话说,消费者在前期和维护上的成本都更高。

一些新型电动汽车包括奥迪e-tron GT和保时捷Taycan在内,它们都有多个档位,可以为车轮提供更大的扭矩以提高加速度吉普车磁电机甚至会有一个多档手动变速器。像那些全电动的赛车公式E传输

当电动卡车,特别是18轮卡车,上市时,它们可能会有多个齿轮和传动,但考虑到电动马达可能有广泛的rpm范围,它们可能会有只有两个:一个扭矩,另一个巡航速度,从一个转换到另一个大约每小时30英里。(即将推出的特斯拉Semi将只有一个与齿轮减速.)同样的情况也适用于较小的车辆,因为拖拽或承载重物的能力很重要。

无级变速传动

一些冰混合动力汽车无级变速器(CVT)是一种自动变速器,使用皮带轮而不是齿轮从一个速度无缝加速到另一个速度最近推出了对于电动车辆,可在较低速度下增加扭矩,以适应较重的车辆和负载。这使得电动汽车工程师无需在扭矩和速度之间找到一个“最佳”折衷点。

承诺提高效率在美国,CVT系统可能允许电动汽车增加他们的范围-潜在电动汽车购买者关注的一个关键问题。

多电机而不是多齿轮

特斯拉S型双电机全电动轿车
特斯拉S型双电机全电动轿车。

Sjoerd van der Wal / Getty Images

一些电动汽车通过使用多个具有不同传动比的电机来解决这个问题,根据车辆的需要提供更多或更少的扭矩,电子设备可以更有效地将电子转移到不同的电机,而不是变速器效率较低的换档。高性能的透明空气也有两种双重或tri-motor和许多特斯拉汽车一样。

与冰上车辆的齿轮不同,EV中的多个电机可以同时使用,从而使车辆既有速度又有扭矩,增加牵引力,或更灵活。里维埃电动皮卡车甚至在每个车轮上都安装了独立的电机,使其能够执行以下操作:坦克转."

系好安全带

电动汽车的未来是开放式的,总有新的方式来提供推进力。埃隆·马斯克甚至承诺,下一代特斯拉跑车将有一个“SpaceX公司的冷气体推进器系统“系好安全带,别走神。”

观点的文章来源
  1. “了解特斯拉S型高性能发动机。”WeberAuto。YouTube。https://www.youtube.com/watch?v=MQV3D8F6gvw
  2. Albatayneh, Aiman, Mohammad N. Assaf, Dariusz Alterman和Mustafa Jaradat。《内燃机车与电动汽车总体能源效率比较》环境与气候技术24:1(2020), 669 - 680。https://doi.org/10.2478/rtuect - 2020 - 0041。