中國儲能網(wǎng)訊:近日,聽到很多關(guān)于電動汽車需要加裝變速器,加裝變速器能夠提高動力電池使用壽命的聲音,于是和幾個業(yè)內(nèi)同事共同探討電動汽車是否加裝變速器這個問題,并多次向南車時代、中科院、同濟大學(xué)等企業(yè)和高??蒲袡C構(gòu)的電機領(lǐng)域?qū)<矣懡?,最終形成對電動汽車是否需要加裝變速器幾點認識(主要基于永磁電機,以乘用車為對象)。
一般來說,電動汽車概念是涵括混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車等,不同動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案電動汽車對變速器的需求也不同。因此,對電動汽車該不該加裝變速器的討論其實更多圍繞純電動汽車。
對于純電動汽車而言,如果采用定傳動比減速器,即通常所說的取消變速器,車輛的加速時間和最高車速性能往往相互制約。因此,對于追求車輛加速性能好、最高車速高的高性能純電動汽車尤其是純電動跑車,在電機重量和成本增加空間受限情況下,可以考慮加裝變速器,從而既提高車輛最高車速,又縮短車輛加速時間。然而,正如家用轎車的性能不能按照跑車的標準要求,純電動跑車與日常出行使用的純電動汽車對性能的要求也不盡相同。實際上,通過合理設(shè)計電機特性曲線,匹配減速器減速比,大部分純電動汽車最高車速也可以設(shè)計在時速150公里以上,基本上能夠滿足市場需求。因此,從性能角度來看,純電動車沒有必要加裝變速器。
目前,大部分常規(guī)混合動力汽車一般加裝內(nèi)燃機并匹配相應(yīng)的變速器,其中一個重要原因是發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速、負荷下的工作效率差別很大。通過加裝變速器,可以使發(fā)動機工作在高效區(qū),其效率提高的幅度明顯大于加裝變速器帶來傳動系統(tǒng)效率降低幅度,從而使車輛動力傳動系統(tǒng)總體效率提高,提高了車輛燃油經(jīng)濟性總體水平。一些人將此情況類比,認為純電動汽車也需要加裝變速器提高工作效率。
值得注意的是,雖然電機和內(nèi)燃機均存在效率場,但情況有明顯不同。發(fā)動機低效區(qū)的效率遠遠低于高效區(qū)的效率,一些時候相差達一倍以上。相比之下,電動機高效區(qū)效率可達到95%以上,而其低效區(qū)效率也可以達到70%以上,因此電動機在其效率場內(nèi)效率變化沒有發(fā)動機那么明顯,其高效區(qū)比例遠大于發(fā)動機高效區(qū)比例,這決定了純電動汽車不是非常必要加裝變速器。而且,加裝變速器提高燃油經(jīng)濟性的前提是加裝變速器后傳動系統(tǒng)總體效率沒有降低。如果傳動系統(tǒng)由于加裝變速器而增加了齒輪副、摩擦副等能量消耗環(huán)節(jié),則加裝變速器后車輛動力傳動系統(tǒng)總效率提升不多,車輛總體等效燃油經(jīng)濟性水平提高也不明顯。
當(dāng)然,從電機及電機控制單元設(shè)計角度分析,純電動汽車加裝變速器有利于提高電機及控制器單元的壽命,同時可以減少對功率單元元件的性能要求,有利于降低電機及控制單元的成本。但這并不能成為純電動汽車強制配裝變速器的理由。(科技部863電動汽車重大項目管理辦公室 寧國寶)