电动汽车变速箱设计

① 博世推电动汽车专用CVT变速器是多此一举还是锦上添花

近日，博世宣布推出了电动汽车的专用CVT?4EV无级变速器，在目前所有电动汽车都在用电动车单速变速箱的情况下，博世CVT?4EV变速器有着改善电动汽车在高速加速时电机声音大、动力性能和能耗高等不足，但如此CVT变速器肯定比电动车单速变速箱更贵，到底是多此一举还是为电动汽车锦上添花？

写在最后

编辑觉得博世的CVT?4EV在电动汽车全面普及的可能性不大，毕竟电动汽车目前的价格还比燃油车高，缺乏竞争力，伴随电池规划化的生产降低成本后，电动汽车的价格有望下降，博世的CVT?4EV只会用于超豪和超跑电动汽车，对于普通的家用电动汽车来说，NVH的提升没必要，因为电动汽车够安静了，4%的续航提升真心不长，还何必多此一举花钱买博世的CVT?4EV增加制造成本呢？

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

② 电动汽车为什么不像燃油汽车一样采用多档位的变速箱

那是因为“内燃机”汽车的“低转速扭矩”过低根本不足以让一辆车起步，比如某A级小轿车最大扭矩200N/M，如果没有变速箱，不靠变速箱进行扭矩放大，就凭最大200N/M的扭矩想拉走一辆接近1.5吨的小轿车难如登天，更不用说低转速下的扭矩了，还不到200N/M呢。所以“内燃机”汽车汽车不是非得用变速箱，而是它低转速扭矩不够，不用变速箱都没有办法起步。

所以，纯电汽车可以完全放弃传统的多挡位变速箱，因为“低扭足”用不着变速箱来放大扭矩，那就没必要用了，还省去不少成本。至于为什么“电动机”扭矩那么大，本人也不清楚，还请学理工的朋友来给讲讲，我也学习学习。

③ 电动车多合一是变速器吗

是变速器。
电动车上的多合一系统是变速器，通过把不同功能的系统结合起来，形成的新的系统，可以用来进行调速。电动车通常使用的高速电动机，通过电控系统进行调速；而固定齿比变速箱可以通过齿轮的不同速比来改变车速。
传统内燃机汽车必须有变速箱，纯电动汽车可以没有，但不是一定没有变速箱。虽然电动汽车可以没有变速箱，但一般来说，有变速箱的电动汽车设计更加合理；不用变速器、离合器，电动汽车可以完成行驶的基本功能；但是，给电动汽车匹配上变速器、离合器，可以如虎添翼。

④ 电动汽车传动系统图解

电动汽车的 传动系统 是电动汽车长期寿命的保证。大部分 电动车 的传动部件结构基本都极其紧凑，只能安装单个变速箱，使得电机长时间在临界点旋转，降低了动力输出的效率。不过，宝马i8率先安装配置了一台2AT，解决了临界速度问题。接下来，让我们用汽
电动汽车传动系统图解
电动汽车的传动系统是电动汽车长期寿命的保证。大部分电动车的传动部件结构基本都极其紧凑，只能安装单个变速箱，使得电机长时间在临界点旋转，降低了动力输出的效率。不过，宝马i8率先安装配置了一台2AT，解决了临界速度问题。接下来，让我们用汽车编辑器观看电动车传动系统的示意图。

汽车电驱动系统图解:最后是变速箱拖动的 特斯拉 。

以最好的电动车特斯拉Model S P85(以下简称Model S)为例。一开始可以轻取，但中后期加速时频繁输给对手。原因就在于特斯拉匹配的单级变速箱，使得特斯拉总是用一档来完成从起步到最高时速的行驶。这就相当于开燃油车，从一档起步，不换挡行驶，直到车速被拉至红线区域，发动机无法回到最佳扭矩输出范围，进而加速动力大大减弱。同样，特斯拉& ldquo进一步加速的潜力。也是被这个一个一个挡世界的单级变速箱拖累，中间会被对手超越。

汽车电驱动系统图解:单级变速箱降低特斯拉续航潜力。

单级变速箱引起的电机扭矩输出可以一蹴而就，不间断的动力输出可能有利于起步加速，但不利于汽车的合理性和舒适性。尤其是采用高速电机进行性能的Model S，配备了高功耗的高速电机，单级变速箱一档传动比大导致汽车在高临界转速点巡航，这是不合理的。

至于效率折扣有多严重，我们可以看看47.5 kWh的电池容量。最佳续航约为250公里，而Model S配备了容量为85 kWh的锂电池组。最好的续航时间是400公里左右。特斯拉几乎是腾势的两倍高，但电池寿命却没有翻倍。

汽车电驱动系统图:多速变速箱有哪些优势？

与固定挡相比，多挡变速箱的动力输出损失更小，能够提高发动机的动力输出效率，这是R&D人孜孜不倦追求变速箱终极挡位的关键。考虑到重量轻和体积大的问题，变速箱不一定会无限增加齿轮。因此，如果能匹配一个合理速比范围的多速变速箱，优化电机功率爆发的时机，合理性会大大提高，其次是持续加速性能。

讲了一档的缺点和多档的优点后，电动车厂家还是在用单机变速箱。何必呢？关键是单级具有结构极其紧凑的优点，体积比普通变速箱小很多。它不需要离合器(电机的输出轴直接连接到变速箱上，而不是内燃机的飞轮)，电控换挡结构比液压更简单可靠。单级变速箱因其利大于弊而被广泛使用，其关键性能已经满足当前使用。这并不是说厂商放弃了提高合理性，只是目前没有时间去顾及。GKN为大规模生产的电机引进了两级变速箱。虽然在档位数上名不副实，但在宝马i8安装配置后的性能症状上，还是要优于单级变速箱。

汽车电驱动系统示意图:第一个实现& ldquo许多。齿轮，i8两级变速箱

目前，在 纯电动 汽车中，我们还没有看到多级变速箱。在采用插电式 混合动力 结构的车型中，宝马i8率先单独安装配置了紧凑型& ldquo两个。变速箱。

大多数混合动力汽车基本上都配备了离合器结构，用于避免电机转速过快时电驱动断开，但这会影响动力的性能。宝马i8是一款追求动力的跑车，电动机占动力输出的一半。显然不适合它断开电驱动，而来自GKN公司的eAxle变速箱解决了这个问题，使得宝马i8的电机临界转速在二档更低，这样在整个过程中电机和汽油机基本上是一起驱动汽车的。

变速箱的聪明之处在于给电机增加了一个额外的传动比，可以提高汽车的加速性能，同时在纯电动模式下增加了行驶行程。JiKane的双速eAxle变速箱还降低了电机及其连接系统的尺寸和重量。整个装置仅重27公斤，体积为325倍；562 & times13毫米，这个体积的主要参数比ZF 9AT变速箱小，专门为横向布局而设计，并特别瘦身。ZF 9AT是367 &倍；521 & times41 mm .宝马i8的传动轴和电机之间只有一个狭窄的侧向空空间。与其说是eAxle变速箱装在宝马i8上，不如说是不如& ldquo附上& rdquo更适合形容。

电驱动系统示意图:电驱动系统的未来。

我认为不仅是高大的宝马i8，丰田也为其混合动力汽车安装并配置了ECVT变速箱。它没有传统CVT的锥盘和钢带，采用行星齿轮变速结构。该变速箱不仅与发动机匹配，还具有电机变速功能。现在，德国汽车零部件供应商博世代表他们加紧了电动汽车多速变速箱的研发。特斯拉ECO Allen & middot马斯克也在考虑未来为Model S匹配一款紧凑、轻便的多速变速箱。
电动汽车大多数使用哪几种电池
电动车的整个车身有无数个零件，但需要的是核心部分，电池就是其中之一。电动汽车电池一直被认为是电动汽车发展至关重要的标志性技术，其性能直接决定了电动汽车电池寿命的长短。所以在购买电动车之前，了解自己想购买的电动车的电池知识是非常必要的。今天就让我们和汽车编辑一起看看大部分电动车用的是什么样的电池。

大多数电动汽车使用哪种电池？铅酸电池？

铅酸电池已有100多年的历史，被广泛用作内燃机车的启动动力源。也是成熟的电动车用电池，可靠性好，原材料易得，价格低廉。比功率基本能满足电动汽车的功率要求。但是它有两大缺点；一是比能量低，占用的质量和体积太大，一次充电行驶行程短；二是使用周期短，使用成本太高。

大多数电动汽车使用哪种电池？锂离子电池？

锂离子二次电池作为一种高电压、高能量密度的新型可充电电池，具有独特的物理和电化学性能，在民用和国防领域具有广阔的应用前景。其突出特点是:重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长。在体积和重量相同的情况下，锂电池的储存容量是镍氢电池的1.6倍，是镍镉电池的4倍，而人类只用其理论电容量的20% ~ 30%进行开发，因此发展前景十分光明。同时是真正的绿色电池，不会污染环境，是现在能应用到电动车上的最好的电池。20世纪90年代以来，我国开始研发和使用锂离子电池，至今已取得突破性进展，开发出具有自主知识产权的锂离子电池。

大多数电动汽车使用哪种电池？镍氢电池？

镍氢电池是一种碱性电池。镍氢电池周期长，无记忆效应，但价格较高。在国外生产电动汽车用镍氢电池的主要公司是Ovonie、丰田和一家合资公司Takedown。Ovonie有80A & middot和130A & middot两种单位电池，比能量75-80w & middot；H/kg，循环600次以上。这种蓄电池放在几辆电动车上试用，其中一辆一次充电可行驶345公里，一辆一年可行驶8万多公里。因为价格高，还没有量产。55A·已在中国开发；和100A & middot比能量为65w & midot的氢单元电池；氢/千克，功率密度大于800瓦/千克的镍氢电池。 电动汽车传动系统图解 电动汽车大多数使用哪几种电池 @2019

⑤ 电动方程式的赛车为什么采用 5 挡变速箱

汽车界有个怪现象，随着时间的推移，发动机缸数越来越少，变速箱挡位越来越多。

由于电机转速高，转速范围广，低转速就有高扭矩，所以从静止到极速的过程，只需要简单提高转速就可以完成了，无需改变传动比，也就无需换挡。

在理解这个问题之前，我们首先来聊一聊为什么汽车需要变速箱？

汽车之所以会跑是因为车轮会转，而车轮会转是因为发动机在做活塞运动带动了曲轴旋转。当然，从曲轴转动到车轮转动要通过一系列复杂的机械结构，这里就不展开来说了，免得还没讲到正题就已经蒙圈。

所以，化繁为简来说，曲轴的转速（也就是我们常说的发动机转速）和车轮的转速是关联的。两者之间的关系可以用一个系数来转换，叫做“传动比”，而传动比的大小就是就变速箱来决定的。

△变速箱 不同的齿轮组合实现不同的传动比切换

那电动车上只有一个档位的变速箱，它的传动比是多少呢？下面就是学霸们的算术时间了，不愿意看的朋友们可以直接跳过这段看结论。

假设现在有一台纯电动车，它的最高时速是225km/h，而电机能够达到的最高转速是20000转/分钟，我们可以用轮胎数据来快速计算一下传动比。假设后轮的直径是0.68米，根据公式乘以π得到周长数据，再将每分钟20000转除以60秒，得到每秒钟转速。而速度=转速/传动比*车轮周长，最后计算出来传动比为11.4。

根据以上公式，我们可以看到，与速度相关的变量中，车轮周长是恒定的，所以变量是转速和传动比。

那么一台最高转速为每分钟20000转，传动比为11.4的电机，从转速为0开始加速，达到峰值转速每分钟20000转的时候车速可以达到225km/h。这个速度可以说是远远超过了普通家用车所需要的极速。

所以对于电动车来说，加速的过程靠不断提高转速就可以了，传动比不用变，有一个挡位就可以了，不需要设计多个档位。

即便使用的电机弱一点，峰值转速再低一点，不到20000转/分钟，但目前大部分的量产纯电动车最高设计极速都没有超过160km/h，也是足够满足一台纯电动汽车所需要的最高时速了。

但一台汽油机的话，大部分家用量产车的发动机最高转速每分钟6000转左右，相比电动机来说，汽油发动机的转速低了很多。所以当速度=转速/传动比*车轮周长这个公式中，转速达到最大速度依旧不够时，就只能让传动比变小，从而获得更高的速度了。

用一个例子来说明，如果一台汽油车，传动比和上文提到的电动车一样为11.4的话，经过计算，在转速最高（6000转）的时候，由汽油机驱动的车只能获得67.5km/h的车速，这是远远无法满足日常驾驶的，所以想要获得更高的速度，就需要改变传动比了，比如让传动比达到3.4，汽油机在6000转时就能达到225km/h的速度了。

但在3.4这个传动比下，如果汽油发动机需要将速度降到20km/h行驶的话，经过计算，此时发动机的转速仅仅是530转/分钟，比发动机怠速运转的时候还要低，是无法维持运转的。相信大家在开手动挡的时候，都有过这样的体验，在高档位的时候将速度降到很低，如果不及时换挡的话很容易憋熄火，即便没有熄火，再加速也是非常无力的。

所以，通过以上的计算可以看出，汽油发动机想要实现更宽的车速范围，就需要更多的档位、不同的传动比来保证功率的输出，满足车辆在不同车速下的行驶状况。而且挡位越多，可选的传动比就越多，车辆提速的过程就更平顺，发动机不用经常工作在高转速区间内，油耗也就更低，这也解释了为什么变速箱厂商们拼命在增加档位数。

但是电机的转速高，转速范围广，效率高，低转速的扭矩就足够大，可以用单一传动比就实现0-200km/h的速度区间，无需再加入多档位的变速箱设计，可以一档走天下。

「但是不是说电动车就完全不需要多档变速箱?」

也不是这么绝对，在电动方程式比赛中，FE赛车们还是有不少采用了了多档变速器的。比如奥迪车队的FE赛车就使用了一台三挡变速器，因为电机虽然效率高，峰值扭矩输出快，但在转速比较低的时候，还是有一段输出功率的爬升曲线。

所以，对于赛车来说，尽快达到最大功率的输出，让电机转速提升更快有利于获得更好的圈速成绩。所以它们会在车内加入多档变速器，使得车辆获得更快的加速，更快达到峰值功率。多档位的纯电动车相比单一档位的纯电动车，在起步或者低速过弯时会有更好的加速响应。

「那家用电动车为什么不考虑加入多档位变速箱?」

主要还是成本和体积的问题。

传统变速箱的设计复杂，成本高，体积大，即使设计得再精密也存在效率损耗。对于电动车来说，没有必要为了一点点的改良而加入这么一个费成本，占空间，又还损耗续航里程的机械结构。省下变速箱的空间还可以用来安放更多的电池包，提升纯电动车的续航里程。

当初特斯拉的第一个车型Roadster的最初设计是180kW电机+2档变速箱，但是由于变速箱质量和体积等多种原因，后来改款的时候取消了2挡变速箱，直接采用了更大功率的215kW的电机配单速变速箱。

同时，是否选用多挡变速箱也取决于其搭配的电机类型。体积小的电机，扭矩低，需要用多挡位变速箱作为补充，比如很多插电式混合动力车的电机功率很小，传统汽油机的变速器会在电机工作时也介入工作。但是对于大多数纯电动车上使用的大电机来说，转速高扭矩大，只用单速变速箱就好了

⑥ 电动汽车有变速箱吗

电动汽车也是有变速箱的。
1、传统内燃机汽车一定要有变速箱，纯电动汽车会直接没有但并非一定没有变速箱；
2、虽说电动汽车会直接没有变速箱，但通常情况下，有变速箱的电动汽车设计更为合理。
电动汽车有变速箱但电机不需要变速箱的原因：电动汽车核心是直流电动机，电能转换效率高。电动机由定子和转子构成，转子线圈在定子形成的电磁场中做切割磁力线运动，转子励磁电越大，转子的转矩就越大，转动速度就越快，最高的会直接到达1万转以上，会直接达到汽车行驶需求，电动机利用转变励磁调整转动速度，简单方便，比造价很高的变速箱更容易。
电动机会直接推动汽车，省掉了汽车离合器、变速箱等中间阶段，可以较大程度上提升能量转换的工作效率，减少很多不必要的中间能量消耗。
传统发动机要变速箱的原因：在一定的油门的情况下，从发动机那里传出转速和扭力是固定的（不像电动机可以跟据外部条件自动变化），当外面的阻力大于这个扭力时，他只会熄火，所以需要变速箱来调节扭力和转速的关系，比如刚起步时，我要大扭力，所以挂一档，这里，发动机要转特别多圈，才可以让车轮转一圈，当车速到达比较快时（所需的扭力少了），就可以适当挂更高的档位，让发动机转更少的圈数来推动车轮转一圈。

⑦ 究竟为什么大多数电动汽车都没有变速箱，电动车到底需不需变速箱

大多数电动汽车都没有变速箱，只有极少数的电动车才需要变速箱。

一、大多数电动汽车都没有变速箱

目前市面上也有一些电动汽车，比如东风富康 e爱丽舍，就配备了一台手动变速器。多齿轮箱在纯电车中实际上是"锦上添花"。简单地说：单齿比齿轮箱能用，但使用多齿轮比的齿轮组更好。

东风富康 e爱丽舍之所以选择的是手动变速器，是因为它的功率很小，只有45 kW，为了保证性能和能耗，只有这样才是最划算的选择，但手动挡的操作，却没有自动挡那么舒服。

⑧ 大多数电动汽车都只有一个单速的减速箱，为何不配备变速箱

电动汽车并不是没有变速箱的，减速器可以理解为单速变速箱，这其实就是变速箱的一种。电动汽车通常没有变速箱，不是因为它们完全不需要，而是因为这种技术无法获得。但是一般家用电动汽车不能，电机需要减速而不是换挡，因为电机的运行特性。

理论上，传统变速箱的多档位可以缓解这个问题，但是这种变速箱只能承受低功率低速的电机，这会牺牲性能。之前的技术突破，解决电动机转矩的失败只能通过增加电动机的力量，这也是为什么新能源汽车的力量正变得越来越强。

⑨ 纯电动汽车有变速箱吗新能源汽车结构与原理

⑩ 双速变速箱真的可以解决电动汽车更长续航的需求吗

-?节省大量成本，且可将电动汽车的电池续航提升高达15%

-?专为下一代电动汽车而设计

-?采用可扩展的设计，适用于众多车型

中国北京，2020年9月30日?--?加拿大汽车变速器供应商Inmotive推出其专利产品IngearTM双速变速箱。Ingear专为下一代电动汽车而研发，不仅设计简单、坚固耐用，且可提供更高效的动力系统，能够以更低成本实现更长的续航。

Inmotive近期对Ingear进行了大规模量产前测试，并将Ingear变速箱集成至示范车辆中，为Ingear全面投放市场做好了充分准备。测试装置现可供合格的原始设备制造商使用。

“作为新一代变速箱，Ingear变速箱为电动汽车的多速变速箱打开了一个全新的视角，与此同时，也让其他众多细分市场受益匪浅，”Inmotive首席执行官Paul?Bottero说道。“这是首款适合全球市场采用的双速变速箱。”

关于Inmotive?Inc.

Inmotive是一家加拿大公司，自主研发出适合广泛应用的超高效多速动力总成技术Ingear。Ingear以极其低的附加成本和重量延长了电动汽车的电池续航里程，同时可在平稳换档的过程中提供连续扭矩。此外，其高度可靠的设计还增加了扭矩，改进了加速，提升了爬坡能力和最高速度，已取得16项专利，另有17项专利待批。Inmotive总部位于加拿大多伦多，在印度和中国设有办事处。

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