『卡叔说车』电动车到底要不要装变速器？

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电动车到底要不要装变速器的话题由来已久。在国内，之前因为WEY P8和长安CS75 PHEV都在后桥上配备了舍弗勒的两挡减速器，一度增加了“支持者”的阵营。在全球，研发和提供“电动车变速器”的厂商，也并不是舍弗勒一家。

如今，支持者又有了新论据。不久前，“变速器界”有名的采埃孚，也发布了它的首款电动车两挡减速器。照这个趋势，是不是意味着电动车如同燃油车一样，要开始进入“装配变速器”的时代呢？

Tips：最早的汽车，也是没有变速器的。1889年标致发明了首个变速器，之后变速器由最早的2MT发展到现在的10AT。

▲采埃孚的两档减速器

电动车不配变速器

与一百多年前的燃油车有本质不同

电动车会像燃油车发展那样配变速器——这个思路看上去好像“很顺”，但原理上是有本质不同的。

一百多年前奔驰弄的那台三轮汽车，之所以没有变速器，不是缘于“有没有必要”，而是“压根不会”。因为在此之前，只有马车，根本就没有所谓变速器这种“东东”。现在的电动车显然不是这样。变速器技术的发展已经非常成熟，甚至到了有点BT的程度。

有人说，因为电机的扭矩大、转速高，所以匹配变速器的难度要大于燃油车。例如早期特斯拉就是想用两挡减速器的，但因为技术难度大没搞成。这看似有理，但其实也绝非真正的障碍所在。

特斯拉是不是真正没搞成两说（更大程度上是因为后来觉得没必要）。即便是，这也不能说明技术门槛太高。要知道，特斯拉的牛逼是在电池和电驱，变速器这块儿，它跟各路汽车大佬比起来，还是“雏儿”。

▲特斯拉也没有采用两档减速器

所以电动车发展了这么多年，（乘用车领域）大多不用变速器，真正的原因还是觉得“没必要”。而这（有没有必要），恰恰也是本期话题争论的焦点。

电机工作原理的不同

确实有“没必要”的基础

有人说，电动车没必要配变速器，是因为它有控制器，可以调频来实现转速的大幅改变。尤其是有相当一段区间，实现功率恒定而转速持续提升，相当于电机本身就已经会“变速”了，因此完全没有必要再叠加一个变速器。

这个说法有一定道理，但其实归根结底，还是表现为电机的转速范围宽泛。尤其是感应异步电机，例如像特斯拉的主力电机，就可以通过线圈电流的控制来改变磁场，从而达到上述目的。这也使得其电机的转速范围异常宽泛（例如0-18000转）。

转速范围宽泛只是一方面。更关键在于电机从静止就能维持峰值扭矩的特性，这是燃油发动机比不了的。燃油车，正常起步一般也就1500转以下，此时的发动机扭矩距离峰值扭矩还有相当距离（尤其是自然吸气发动机）。所以燃油车初始齿比必须足够大。

▲即使是涡轮增压发动机，峰值扭矩表现也难比电机

然后才是转速范围。燃油车的转速峰值一般只有7000转，再配合大齿比，如果只有一个挡的话，极速会很悲剧（不到100公里/小时）。

▲特斯拉电机的工作特性曲线

这其实也不是最关键的。否则燃油车配个两挡、顶多三挡变速器也就足够了。关键是燃油发动机的高效转速区间太过狭窄，一般也就1000多转。而且它脱离这个转速区间以后的燃效曲线非常陡峭。

说人话就是：低于这个转速或高于这个转速，油耗会大幅度提升。所以必须用多挡位变速器，让发动机尽可能在高效工况下工作。现在动不动8个挡10个挡，主要就是被“燃效”逼的。

电机也存在最佳能效转速范围。但一来，这个转速范围很大，二来即便脱离这个转速范围，其燃效曲线也不陡峭。也就是说，即便不在最佳转速范围工作，电机的效率也不会大幅度降低。

两挡减速器与改善电机谁更划算

太多档位对于电机来说没必要，这一点基本上就能达成共识。争论的焦点是：两个挡位也没必要吗？例如在高速状态下，切换到小一点的齿比，让电机转速别动不动八千、一万转，这不是可以提高效率吗？

理论上确实没错，但实际上却并不一定。

首先，电驱到底什么工况下才需要改变速比？按照采埃孚的数据，它的换挡速度为70公里/小时。那是不是意味着70以上的速度，就用变速器合适呢？显然不是。

一款电动车在多高速下依然可以维持高能效，与电机的设计、减速比的设计密切相关。例如，我们如果提升一款电动车的扭矩，让它可以获得更小的齿比；或者提升电机功率和转速，改善电机高效转速范围，这些都可以保证它在120公里/小时以下的车速范围内，拥有高效的运转工况。

事实上像特斯拉的各款车型，比亚迪的唐、宋之类，以及蔚来等等，它们在120公里/小时以下的工况，电机效率都不低。基本上没有再为其叠加变速器的必要。

既如此，为何采埃孚给出的换挡速度是70公里/小时呢？其他两挡减速器，切换速比的速度，也都不到120公里/小时。

很简单。一来，既然配备了两挡减速器，自然也就没必要再配备更大扭矩的电机。如此，这类电机的高效工况有可能低于120公里/小时。二来，既然是两挡减速器，它的一挡齿比会明显大于单减速器，那么它的一挡自然不能支持过高的车速。

Tips：WEY P8的两挡减速器，一挡综合齿比超过14，而像特斯拉Model S的综合齿比还不到10，比亚迪的电机多数也在10上下。

于是问题来了：要实现这一点，需要提升电机的功率和扭矩，这无疑会增加成本，也会增加电机的体积和重量。那还是应该给它配两档减速器合适。

如果你的两挡减速器可以零成本、零重量，那确实如此：谁都应该配备两挡减速器。问题恰恰是，两挡减速器的成本和重量都很“可观”，“可观”到足以抵消增加电机功率扭矩带来的成本和重量。

既如此，我们与其劳什子地去配个两挡减速器，还不如把心思花在优化电机技术、提升电机性能上。事实上，从特斯拉到比亚迪，乃至蔚来等等各路电动大咖，都是这么想、也是这么干的。

▲宝马i8采用的GKN两挡减速器，两档速比分别为11.38和5.85

小结

至此我们大致算是梳理了电驱动与变速器之间的关系。可以肯定，电驱动不可能像燃油车那样，从单一齿比发展为多挡位变速器。这是由于电机的驱动特性决定的。

那么两档减速器呢？按照本文的分析，似乎也是“没必要”。然而这又如何理解舍弗勒、采埃孚它们的动作呢？作为国际大牌的供应商，推出这样的技术上已经趋于成熟，并在一些车型上量产的产品，绝不可能是简单地拍脑门。

到底为什么会有电驱动的两挡减速器的存在，它们到底是“剑走偏锋”还是真正具备“存在价值”？伴随着这类技术的成熟，它又会不会在电驱动车辆上大面积普及呢？关于这些，咱们下回接着说。