近来,许多关注汽车市场的朋友们可能会产生一个疑问:我们不是才刚刚习惯了电动汽车那种安静、平顺、没有换挡顿挫的驾驶感受吗?
怎么最近一些新发布的电动车,又开始重新提起“变速箱”这个似乎属于燃油车时代的名词了?
从高端的保时捷Taycan、奥迪e-tron GT,到最近价格更为亲民的奔驰纯电CLA,它们都把“2挡变速箱”作为一个技术亮点来宣传。
这不禁让人感到有些困惑,难道说,那些在电动化浪潮中稍显沉寂的传统合资品牌,打算凭借他们最擅长的机械技术,通过变速箱这条赛道,重新找回市场的主导权吗?
给本就结构简单的电动车加上一个相对复杂的变速箱,这到底是技术的进步,还是一种不必要的“复古”行为?
要理解这个问题,我们首先需要回顾一下,为什么绝大多数电动汽车从一开始就没有配备多挡位的变速箱。
这其中的根本原因,在于内燃机和电动机两者工作特性的巨大差异。
我们可以把传统的汽油发动机想象成一位短跑健将,他只有在某个特定的奔跑节奏和速度下,才能发挥出自己最强的爆发力和最佳的体能效率。
这个最佳区间通常很窄,比如在每分钟2000转到6000转之间。
当发动机转速太低时,它会显得“力不从心”,车辆起步无力,所以需要变速箱通过1挡这样的大齿比来放大力量,帮助车辆顺利起步。
而当车速提高,发动机转速过高时,它又会进入一个“声嘶力竭”的状态,不仅燃油效率大幅下降,噪音和磨损也会急剧增加,这时就需要变速箱升到更高的挡位,让发动机转速降下来,进入一个更经济、更平稳的运行状态。
因此,对于天生存在“高效区间狭窄”这一特性的内燃机来说,多挡位变速箱是不可或缺的伙伴,是扬长避短的关键所在。
然而,电动机的特性则完全不同。
它更像是一位全能型的运动员,从静止启动的那一瞬间,就能爆发出最大的力量,也就是我们常说的“峰值扭矩”。
而且,它的高效工作区间非常宽广,从很低的转速到上万转的高转速,都能保持很高的能量转换效率,通常能达到90%以上,远高于内燃机35%左右的热效率。
这种“全天候、全能型”的输出特性,意味着电动机本身就能很好地适应车辆从起步到高速巡航的各种工况,不再需要一个复杂的变速箱来频繁地调整它的工作状态。
因此,大多数电动车只配备了一个结构简单的单速减速器,其作用就是将电机的高转速降低到一个适合车轮转动的合理范围,仅此而已。
这种简化设计,也正是电动车能够带来极致平顺、响应迅速的驾驶体验,并且在结构上更简单、维护成本更低的核心原因。
既然如此,为什么保时捷、奔驰这些老牌车企又开始为电动车安装2挡变速箱了呢?
这背后其实有两个主要驱动力:一是为了追求极致的性能表现,二是为了提升高速行驶的能源效率。
在性能层面,对于像保时捷Taycan这样的高性能电动跑车而言,2挡变速箱的加入可以说是为了“锦上添花”。
它的第一个挡位拥有一个非常大的齿比,能够在车辆静止起步的瞬间,将电动机的扭矩进一步放大,从而实现更为迅猛的加速表现,将百公里加速时间再缩短零点几秒。
这对于追求极致加速体感的性能车来说,意义重大。
而当车辆进入高速巡航阶段,尤其是在赛道的大直道上,车辆需要更高的极速时,变速箱则会切换到齿比更小的第二挡。
这个挡位能让电机在相对较低的转速下驱动车辆达到更高的速度,从而突破单速减速器带来的极速限制,让车辆的后段加速能力更强,高速表现更有底气。
简单来说,就是用1挡负责起步的爆发力,用2挡保证高速的延展性。
而在能效层面,这与普通消费者的日常用车体验关系更为密切,也是奔驰纯电CLA等车型的主要宣传点。
很多电动车主都有这样的体会,车辆在市区内行驶时电耗非常低,续航表现扎实;可一旦上了高速,以120公里/小时的速度巡航,续航里程就会出现明显的衰减。
这其中除了风阻增大的因素外,一个很重要的原因是电动机在持续高转速下,其内部的能量损耗(主要是“铁损”)会显著增加,导致工作效率下降。
此时,2挡变速箱的作用就体现出来了。
它可以在高速行驶时,让电机切换到一个更“轻松”的挡位,用更低的转速来维持同样的车速,使电机重新回到它最高效的工作区间。
根据一些数据测算,配备2挡变速箱的电动车,在高速工况下大约可以节省5%到10%的电耗。
这对于经常需要长途驾驶的用户来说,多出来的几十公里续航,无疑能在一定程度上缓解里程焦虑。
听起来,为电动车增加一个2挡变速箱似乎是百利而无一害。
但我们也要看到,为什么国内的众多新能源车企,尤其是走在市场前沿的头部品牌,并没有大规模跟进这一技术路线。
这并非是技术上的不能,而更多是基于市场需求、成本控制和技术发展路径的不同选择。
首先,从成本与收益的角度看,增加一个2挡变速箱,意味着车辆的制造成本要增加数千元,同时车身重量和机械结构的复杂性也会相应提升。
为了换取在特定高速场景下5%-10%的能耗优化,对于绝大多数以城市通勤为主要用途、一年也难得有几次长途高速行驶的中国消费者而言,这笔额外的购车成本是否划算,确实需要打上一个问号。
我们的企业更倾向于将成本投入到消费者感知更强的领域,比如提供容量更大的电池包、功能更丰富的智能座舱,或是建设更完善的充电网络。
其次,也是更核心的一点,是中国新能源汽车产业在“三电”核心技术上,走出了一条“大力出奇迹”的道路。
与其通过增加变速箱来弥补现有电机的短板,我们的工程师们更倾向于从源头上打造性能更强大的电驱系统。
例如,一些国产新车型搭载的电机,最高转速已经突破了27000转,其自身的高效区间已经覆盖了更广的速度范围,对多挡位变速箱的依赖性自然大大降低。
更有甚者,像仰望U9那样采用四台独立电机驱动的方案,通过极其复杂的电控算法,实现了对每一个车轮扭矩的精准、独立控制,其所带来的操控提升和性能表现,是传统的机械式变速箱无论如何也无法比拟的。
这代表了一种从机械思维向电子电气思维的转变。
此外,国内正在大力普及的800V高压快充技术,也从另一个维度削弱了对极致高速能效的追求。
当充电5分钟就能增加两三百公里的续航时,用户对于高速行驶多消耗的那一点电量,焦虑感自然会大大降低。
解决补能速度的问题,比优化特定场景下的能耗,似乎是更符合当下市场需求的解决方案。
因此,我们看到合资品牌重新启用变速箱,可以理解为是它们基于自身深厚的机械工程积淀,为电动车性能和能效提升所提供的一种解决方案。
在德国拥有不限速高速公路、美国地广人稀长途穿越是常态的用车环境下,这项技术有着明确的实用价值。
然而,在中国市场,面对不同的用户习惯、日益完善的充电设施以及完全不同的技术竞争格局,这种“机械补丁”式的优化,是否能真正打动消费者,还需要市场的检验。
这并非简单的技术路线对错之分,而是不同市场环境下,两种不同发展哲学的碰撞。
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