最近電動(dòng)汽車變速箱火了，有網(wǎng)友發(fā)科普貼力證：“電動(dòng)汽車不需要用變速箱，不經(jīng)濟(jì)也不實(shí)用”，并以偶像明星特斯拉進(jìn)行了詳細(xì)論證?！鞍遵R非馬”，本文將先就特斯拉作一個(gè)實(shí)例計(jì)算，來說明“只是特斯拉們不需要變速箱，不是所有電動(dòng)車不需要變速箱”。

本屌只能展會(huì)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)的熱切注視下特斯拉，只好以入門的model s 70為基本型，在網(wǎng)上放狗搜到以下信息(有車的壕請(qǐng)更正)：

外觀尺寸：4970*1964*1445 mm

軸距：2960mm

前后輪距：1663/1700mm

輪胎：245/45 R19

整備質(zhì)量：m=2108kg

電機(jī)功率：p=234kw

最高車速：V_max=225km/h

百公里加速時(shí)間：t=5.4s

減速比：i=9.73

下面將依據(jù)以上信息，對(duì)特斯拉的電機(jī)功率進(jìn)行一個(gè)簡單核算(據(jù)說是特斯拉的核心秘密哦)。電機(jī)的最大功率P_max必須同時(shí)滿足最高車速時(shí)功率P_e，最大爬坡度時(shí)功率P_a，和滿足加速時(shí)間功率P_c三者的要求，即P_max≥max[P_e,P_a,Pc]。

其中各參數(shù)意義及取值如下：

V_max：最高車速，225km/h；

m: 整備質(zhì)量加乘員2人，2225kg；

C_D: 迎風(fēng)面積， 2.3㎡ (經(jīng)驗(yàn)公式估算)；

A：風(fēng)阻系數(shù)，0.3；

η：傳動(dòng)效率，0.93(給特斯拉不算低吧)；

f：滾動(dòng)阻力系數(shù)，0.015；

因查不到特斯拉爬坡的詳細(xì)參數(shù)，按90km/h速度，通過一般城市地下車庫15%的坡度來設(shè)定。

V_i：爬坡最高速度，90km/h；

α：15%坡度，轉(zhuǎn)換角度約9度(應(yīng)該是小了)；

V_a：加速末速度，100 km/h；

t：0到100加速時(shí)間，5.4s。

帶入公式計(jì)算如下：

P_max≥max[P_e=133,P_a=108,P_c=333]

計(jì)算電機(jī)最小峰值功率為333kW，查詢所得該款車型電機(jī)額定功率為234kW，其電機(jī)的過載系數(shù)為：

特斯拉采用的是交流電機(jī)，這個(gè)過載系數(shù)還是在合理范圍之內(nèi)的。

電機(jī)的扭矩轉(zhuǎn)矩特性不同于發(fā)動(dòng)機(jī)，需不需要變速箱呢？且看以下分析：

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速n_b和最高轉(zhuǎn)速n_max，要符合電機(jī)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性要求，如圖一所示，在啟動(dòng)即低轉(zhuǎn)速時(shí)得到恒定的最大轉(zhuǎn)矩T_max，在高轉(zhuǎn)速時(shí)得到恒定的較高功率。

(電機(jī)擴(kuò)大恒功率區(qū)系數(shù))，增大該值，可使電機(jī)在恒功率區(qū)獲得較大的轉(zhuǎn)矩，有利于加速和爬坡性能。采用交流驅(qū)動(dòng)要考慮兩個(gè)重要的動(dòng)力平衡點(diǎn)：一是常規(guī)車速等速行駛的轉(zhuǎn)矩平衡點(diǎn)，二是最高車速時(shí)的轉(zhuǎn)矩平衡點(diǎn)，需不需要變速箱，關(guān)鍵看β了。如下圖a功率平衡圖所示，β>2.5,電機(jī)從基頻向上的調(diào)速范圍相當(dāng)大，選擇一個(gè)檔位即可，設(shè)計(jì)時(shí)，先確定B點(diǎn)和A點(diǎn)，再根據(jù)A點(diǎn)計(jì)算傳動(dòng)比即可。如果β<2.5,功率平衡圖如下圖b所示，則需要增加一個(gè)檔位，并合理分配傳動(dòng)比。

下面來看特斯拉的：

i：減速比 ，9.73

D：輪胎直徑，0.703m

計(jì)算后：n_max=16589轉(zhuǎn)/分(這么高確實(shí)牛)

根據(jù)上圖，可基本確定特斯拉的n_b點(diǎn)在45碼即73km/h附近，同上個(gè)公式，計(jì)算其電機(jī)額定轉(zhuǎn)速n_b=5383轉(zhuǎn)/分。

說明特斯拉基頻往上的調(diào)速范圍確實(shí)夠好，選擇一個(gè)檔位即可。其最高轉(zhuǎn)速十分驚人，確實(shí)是值得作為核心的技術(shù)秘密。但是對(duì)于電機(jī)匹配達(dá)不到上述要求的車型來說，增加一個(gè)檔位就是有必要的了。

ADVISOR(高級(jí)車輛仿真器)是由美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室NREL在ATLAB和SIMULINK軟件環(huán)境下開發(fā)的高級(jí)車輛仿真軟件。它在給定的道路循環(huán)條件下利用車輛各部分參數(shù),分析傳統(tǒng)汽車、純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性以及排放性等各種性能。以下是搜到的一款額定功率13kw，最高車速65km/h的低速車(就是大家說的渣車)的不同路況模擬結(jié)果：

在cyc1015即日本路況下的結(jié)果，兩檔還是有一定的優(yōu)勢(shì)。

重要事情重復(fù)一遍：特斯拉基頻往上的調(diào)速范圍確實(shí)夠好，選擇一個(gè)檔位即可。電機(jī)水平達(dá)不到的，或者在產(chǎn)品定位上有自己的市場理解的，還有那些草根的低速車，如果要到某些特定的路況環(huán)境下使用，小一號(hào)的電機(jī)配置加兩檔的組合是你不錯(cuò)的選擇。

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