电动车自动变速器市场前景广阔
日 08:59&中国汽车报&姚福泰
　　“电动车自动变速器市场前景广阔。”
　　一石击起千层浪。前不久，在中国汽车工程学会齿轮技术分会年会上，电动车自动变速器话题引起与会代表极大热情。
　　■电动车需要自动变速器
　　从理论上讲，纯电动汽车是不需要变速器的，仅需要固定速比的减速器。今天，越来越多的人意识到：电动车需要自动变速器。这是为什么？
　　湖南大学机械与运载工程学院副教授薛殿伦博士在接受记者采访时分析道：“国内电动汽车生产商制造电动汽车，之所以没有采用变速器，主要就是因为人们最初误认为电动车不需要变速器。另外，最先导入市场的电动汽车是低速电动汽车，如果用两挡以上自动变速器，那么，在成本上不划算；国内汽车自动变速器产业化还处在低水平，没有合适的自动变速器可供选择。因此，《纯电动乘用车技术条件》没有规定用自动变速器，更没有规定能耗限值标准。固定速比减速器仅有一个挡位，让电机常处在低效率区域，既浪费宝贵电池能量，又提高了对牵引电机的要求，还减少车辆续驶里程。如果配装自动变速器，电机转速就可以改变电机工作转速，大幅度提高效率，节约电能，增加续驶里程，并且还可以在低速挡增加爬坡能力。”中国汽车自动变速器创新联盟秘书长李盛其在接受记者采访时说：“早期的小、微型低速纯电动车一般不用变速器，但仍需保留大速比减速器，以满足整车足够起步扭矩和最大爬坡度的需要。因此，不用齿轮的说法是不准确的。电动车采用两挡或多挡自动变速器，能提高整车爬坡度、加速性能、最高车速，减少电机峰值负荷使用时间，增加续驶里程。如果在爬坡度和最高车速不变的情况下使用两挡或多挡自动变速器，就能选用更小的电机和更少的电池，降低整车成本。”
　　■电动车自动变速器大有可为
　　薛殿伦坚信：“随着国内自动变速器产业逐步发展和大家认识逐步提升，主流电动汽车基本都会选用自动变速器作为标准配置。”
　　李盛其说：“韩文明博士发明的自动变速器DS-AMT值得关注和大胆尝试。靠增加一个两挡或多挡自动变速器，从而提高整车爬坡度、加速性能，获得理想的最高车速，比增加电机功率和使用大量电池更经济更现实，与当前电池、电机性能及技术水平相适应。”
　　当前，续驶里程是限制电动车普及的重要因素之一。中高速加速性能不足，也是影响电动车驾驶感受的主要性能缺陷。仅仅通过传动系统改进，就可以实现动力总成轻量化，降低对电机扭矩的要求，提高整车续驶里程和车辆性能，付出的成本却很低。因此，北京航空航天大学交通科学与工程学院副院长徐向阳教授在接受记者采访时说：“电动车多挡自动变速器有着广阔的市场前景。”
　　当前，国内还没有成熟的规模化电动车自动变速器产品。宁波威能传动技术股份有限公司总工程师韩文明博士说：“电动车多挡自动变速器将大有作为。”
　　韩文明特意介绍了纯电动车两挡自动变速器DS-AMT的特性：采用独特的液压操控机构，换挡机构结构简单，成本低，易于实现换挡自动化；换挡动力不中断，并且在高挡和低挡互相转换的过程中能够实现扭矩连续变化，平滑过渡，提高换挡品质；生产工艺比手动变速器简单，手动变速器的生产厂家不需另购专门设备，马上就可以组织生产，继承性好，易于快速实现产业化。
　　■国家应当给予支持
　　李盛其呼吁：“国家应当加大力度鼓励和支持高效、节能、环保新能源汽车自动变速器开发，比如，减免企业所得税。”
　　韩文明认为：“国家应当对开发电动车自动变速器的企业采取扶持政策，组织相关部门制定行业标准，规范行业发展；同时，对电动车企业的补贴政策应惠及自动变速器等关键零部件企业。”
　　徐向阳指出：“电动车传动系统是电动车的核心技术之一。我们不能像对待传统汽车那样，让自动变速器技术完全被跨国公司控制。集中国内优势力量，突破电动车自动变速器技术难关，实现其产业化，应该是国家节能与新能源汽车发展战略的有机组成部分。国家应该从政策方面给予支持和鼓励。”
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██套の例██
不建议这样做!水泵的工况与电动车不一样!1.电动车对电机的要求是低速大扭矩,尤其是启动转矩要大,但最高转速只有二三百转,水泵的工作状况是转速恒定,且要求转速较高,一般在转,离心水泵转速太低是无法工作的2.水泵的联结一般尽量采用联轴器直接联结,这样联结结构简单、体积小巧,电机高速工作时震动小,工作效率高.电动车电机联结水泵不论皮带还是链轮都会很复杂,须单独固定电机和水泵,尤其是用链轮联结不适合高速传动,所以这样联结成本较高不如新购一个电机简单.3.另外电动车电机功率一般在二三百瓦,水泵要求在500瓦以上,功率较小,驱动不了4.水泵用动力电或照明电,电动车用电瓶驱动,还需控制器控制,或改成专用驱动电源,电气复杂
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由于电动机扭矩输出和电动机转速无关，因此目前绝大部分依靠电动机进行末端驱动的新能源汽车配备的都是单级变速箱或减速器。 它在公知的变速器体、轴承及各种标准件的基础上，在电机与变速器之间设置电机法兰，将电机与变速器连为一体。电机输出轴直接插入变速器内的连接套，通过连接套将动力传给变速器的一轴，一轴上的齿轮与差速器壳体上的被动齿轮啮合，驱动被动齿轮带动差速器及车轮旋转，完成动力传递。
固定齿比变速箱传动效率高，结构简单可靠，体积小易安装，且不存在什么标定难度，所以成为末端电动机驱动车型的首选。但是，固定齿比变速箱也有相当大的局限性，究其原因，还是驱动结构上的问题。
以满大街跑的直流电瓶车为例，在趋于转速极限的条件下，扭矩输出依然和起步时一样，但车速却无法进一步提升。它始终在用一挡，完成从起步到最高时速的行驶。这相当于开一辆燃油车，用一挡起步后不换挡行驶，直到转速被拉高至红线区，发动机不能回到最佳扭矩输出区间，再加速动力被大幅削弱，这样使汽车在中后段的加速就显得很疲惫。
目前纯电动车中，我们还没有看到多级变速器的存在。在采用插电混动结构的车型中，宝马已经率先为驱动前轮的电动机单独装配了一台结构小巧的“双级”变速器。宝马为i8的驱动电机匹配了GKN供应的2速自动变速箱——尽管在行业中看来，这款2AT充其量只能被称为1.5AT，但这足以让宝马i8在纯电动模式下加速到250km/h的用时明显比特斯拉Model S短，这也是宝马有底气对特斯拉不屑一顾的主要原因之一。
电动车为何不用传统变速箱？
为何电动车不能搭载普通的变速箱？原因主要是普通变速箱的体积和重量相对于电动车而言太大，其次是传动效率欠佳，且安装设计以及匹配的难度较大。
以目前传动效率最高的双离合变速箱为例，实际传动效率在87%左右，这就意味着原本100km的续航力只有87km，再考虑变速箱的重量因素，实际续航力还有下降——众所周知，续航力就是电动车最大的命门！
如果采用固定齿比变速箱，或许100km/h车速状态下的续航力会有所下降，但原本100km的续航力还能跑90km。权衡比较之后，大部分电动车倾向于采用固定齿比变速箱。
据悉，一家名为“驱动系统设计（Drive System Design）”的公司，将最新研发的一款多齿比变速箱实现商业化应用。MSYS正在研发一个真正的电动车3挡变速箱，理想中的多齿比变速箱必须具备体积小、质量轻、传动效率高等特点，这就是DSD公司开发的MSYS变速箱所具备的。
据网络传言，MSYS变速箱计划于2018年实现量产，到了2022年，DSD公司还将开发出更加先进且适用范围完全覆盖电动车的多齿比变速箱，不管怎么说，这是迄今为止第一台真正的电动车多齿比变速箱，也是又一次真的汽车革命，相信未来纯电动车的多级变速器的运用，会使电动车发展带来更大的进步。
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技术探索：电动汽车到底需不需要变速箱？
　　大部分电动车传动部分结构都极为紧凑，只能装配单机变速箱，这使电动机长期处于临界点运转，降低了动力的输出的效率，不过宝马i8为解决转速临界问题率先装配上了一台2AT。　　曾经在一篇关于变速箱的文章中看到，大部分电动车仅通过匹配结构紧凑的单级变速箱，就可以达到普通动力车型的性能，于是作者就此提出，在未来大规制造常规变速箱的场景将成为历史。这个观点指出，“多挡位”变速箱属于内燃机时代的“遗留产物”，难道果真如此？　　被变速箱拖累在终点的　　以性能最好的电动车特斯拉Model S P85（以下简称Model S）为例，它可以轻松赢在起步，但在中后段加速却频输对手。究其原因，问题就出在特斯拉匹配的单级变速箱上，它使特斯拉始终在用一挡，完成从起步到最高时速的行驶。这相当于开一辆燃油车，用一挡起步后不换挡行驶，直到转速被拉高至红线区，发动机不能回到最佳扭矩输出区间，再加速动力被大幅削弱。同样特斯拉“再加速潜力”，也被这个一挡走天下的单级变速箱拖累，才会在中途被对手超越。　　图为特斯拉Model S单级变速箱，位于逆变器与电动机之间　　单级变速箱降低特斯拉续航潜力　　单级变速箱造成电动机产生的扭矩输出一气呵成，也许不间断的动力输出对起步加速有利，但却不利于车辆的经济性与舒适性。尤其是为追求性能采用高转速电动机的Model S，它配置的高转电动机功耗较大，并且单级变速箱一挡大齿比，造成车辆巡航状态也处于较高的转速临界点，经济性不高。　　至于效率的打折有多严重，可以看看采用47.5千瓦时电池容量的腾势，最佳续航里程在250公里左右，而Model S配置了容量达到85千瓦时的锂电池组，最佳续航里程为400公里左右，特斯拉高出腾势近一倍电量，续航里程却没有翻倍。　　多挡变速箱优势在哪里?　　多挡位变速箱相比固定挡位对动力输出的损耗更小，能提升发动机的动力输出效率，这正是研发人员乐此不疲地对变速箱挡位数极致追求的关键，考虑到轻量化以及体积的问题，变速箱也不会无限制的增加挡位。所以如果能匹配一个速比范围合理的多挡变速箱，来优化电动机动力爆发的时机，那将会大幅提升经济性，其次是持续加速性能。　　说完了一个挡的缺点，多个挡的优势，电动车厂商们却依然在使用单机变速箱，这是何苦？关键在于单级有结构极为紧凑的优势，体积远比普通变速箱小很多，它不需要离合器（电动机输出轴直接连接变速器，而非内燃机用飞轮），电控换挡结构也比液压更简单可靠。单级变速箱正是利大于弊，主要性能已经满足当前的使用，所以才被广泛使用。这不是说厂商们已经放弃了提升经济性，只是现在还无暇顾及。GKN已经推出量产电动机用两级变速箱，虽然从挡位数看还有点名不副实，不过从宝马i8装配它后的性能表现看已经优于单级变速箱。
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