电车并非完全不用变速器,而是大多数电车采用单速变速器或固定齿比传动装置,不需要像传统燃油车那样的多挡位变速器,主要原因如下:
电机自身特性
- 低转速高扭矩输出:电机在零转速时就能输出最大扭矩,不像内燃机在低转速时扭矩小,需要变速箱在低速时增大传动比来放大扭矩以帮助车辆起步。例如,电动车在起步时往往很迅速、加速较猛,就是依靠电机在低转速时的高扭矩。
- 转速范围宽广:电机的转速范围大,一般可达15000rpm甚至超过20000rpm,而普通内燃机通常6000-7000rpm以上就到红线区。电机可以通过提高转速来实现提速,在不同车速下能依靠自身转速调整满足动力需求。
- 高效率区间宽:电机的效率在大部分区间都较高,相同电机最高效率和一般效率之间大约只有10%左右的差距,低效工况区间面积不大,不像内燃机需要变速箱来让发动机在不同车速下都保持在最佳效率转速范围。
成本与空间因素
- 降低生产成本:变速箱的设计、制造和维护都需要额外成本。去掉变速箱可以降低车辆整体成本,对于价格敏感度较高的电动车市场来说,这有助于提升产品竞争力。
- 节省车内空间:变速箱体积较大,电动车去掉变速箱后,可使动力系统布局更简洁、紧凑,有利于车内空间的优化利用,也便于车辆的整体设计。
传动效率与性能优势
- 提高传动效率:变速箱存在一定的动力传输损失,而电动车直接将电能转化为动力,无需经过复杂的机械转换过程,减少了能量损失,提高了能源利用效率。
- 优化加速性能:电动车的加速性能强,电机可快速响应并输出动力,无需通过变速箱换挡来优化动力输出,能实现更直接、顺畅的加速体验。
- 便于实现倒车:电机只需通过改变电流方向就能轻松实现换向,完成倒车操作,无需像燃油车的内燃机那样依靠变速箱中的额外齿轮组来实现倒车。
控制与可靠性方面
- 控制逻辑简化:电动车有较好的电子控制系统,可通过电控系统来调节电机的功率输出和转速。没有变速箱,控制逻辑相对简单,车辆的可靠性更高,也降低了因变速箱故障而带来的风险。
- 减少故障点:变速箱结构复杂,零部件多,容易出现故障。去掉变速箱后,车辆的机械部件减少,故障点也相应减少,降低了维修成本和维护难度。