【第一電動網(wǎng)】（特約作者 張抗抗）變速箱是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的標(biāo)配，卻時常缺席于電動汽車(純電動，不包括混合動力)。那么，電動汽車到底需要變速箱嗎？

本文從2個層面來分析這個問題：

1. 為什么電動汽車可以選配變速箱，而傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車必須配，沒有選擇權(quán)？

2. 如果電動汽車可以選配變速箱，那么變速箱是錦上添花還是畫蛇添足呢？

首先，為什么電動汽車可以沒有變速箱？

與電動汽車的電機(jī)相比，內(nèi)燃機(jī)是一個復(fù)雜得多的系統(tǒng)。經(jīng)過上百年的改進(jìn)，現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)的性能已經(jīng)相當(dāng)強(qiáng)勁了。在武林中，內(nèi)燃機(jī)就是一個高手，但是這個高手有幾個弱點：

特點1. 低轉(zhuǎn)速下無法輸出轉(zhuǎn)矩(武林高手站著不動打拳，是沒力的。必須邊跑邊打才有力)。

特點2. 高轉(zhuǎn)速下最大輸出轉(zhuǎn)矩急劇降低(跑太快了，也沒力出拳了)。

綜上，內(nèi)燃機(jī)的可工作范圍較窄，典型范圍1000-4000rpm。

這會帶來什么問題呢？

首先，沒法啟動汽車；

其次，不能兼顧低速或高速行駛(若減速器的減速比高，則只能低速不能高速；若減速器的減速比低，則只能高速不能低速)。第一電動網(wǎng)友“無往”在《電動汽車為什么不需要很多前進(jìn)檔？》中也表達(dá)了此觀點。

變速器與離合器就是為了解決這兩個問題而生：

1. 離合器斷開時切斷阻力，使內(nèi)燃機(jī)可以在無負(fù)載的情況下啟動，進(jìn)入舒適的“工作范圍”。僅有離合器還不行，變速器也要掛在低速檔，從而使內(nèi)燃機(jī)有足夠的輸出轉(zhuǎn)矩使車輛加速。

2. 車輛在加速或在不同速度的巡航過程中，變速器要換到合適檔，以使內(nèi)燃機(jī)能夠順暢地工作。

而電動汽車的電機(jī)，與內(nèi)燃機(jī)相比，有兩個特點：

1. 低速，甚至零轉(zhuǎn)速下也可以輸出很大的轉(zhuǎn)矩。

2. 工作范圍特別廣，典型范圍0-7000rpm。(當(dāng)然，以永磁同步電機(jī)為例，在高轉(zhuǎn)速下，輸出轉(zhuǎn)矩也會逐漸下降)。

正是由于以上兩點，即使沒有離合器與變速器，電動汽車也是可以正常工作的。

這一層面問題比較簡單，各方觀點也達(dá)成了共識：沒有變速箱，電動汽車照常可以跑，而內(nèi)燃機(jī)就歇菜了。

而第二個層面的問題就比較復(fù)雜了。

對電動汽車來說，變速箱是錦上添花還是畫蛇添足呢？

A) 增加變速箱，會增加電動汽車成本？

B) 增加變速箱，會增加電動汽車重量？

C) 增加變速箱，經(jīng)濟(jì)性提升有限？

如果只是淺層次的分析，很容易得到錯誤的結(jié)論：平空增加了一個變速箱，那成本當(dāng)然要上去了啊，重量肯定要提升了啊！為了得到相同的性能。

關(guān)于這個問題，我想以一個經(jīng)典車型為例來進(jìn)行分析：

特斯拉的第一個車型Roadster的最初設(shè)計是180kW電機(jī)+2檔變速箱，后來由于變速箱生產(chǎn)質(zhì)量的問題，被迫采用了第二種方案，取消了變速箱，但為了達(dá)到相同的動力性能，使電機(jī)功率增大到240kW才能達(dá)到相同的性能。為了配合更大的電機(jī)，電池也需要從60kWh增大到80kWh以提供更大的輸出功率。(詳見wiki百科的Roadster詞條，具體數(shù)據(jù)可能有出入，請指正)

讓我們總結(jié)一下：

原方案： 180kW電機(jī) + 60kWh電池 + 變速箱

新方案： 240kW電機(jī) + 80kWh電池

以此例來看，“為了達(dá)到相同的動力性能”，特斯拉的新方案去掉了變速箱，但被迫換用了更大的電機(jī)，以及20kWh的電池。大體估計一下，這成本與重量肯定都上去了！

因此，至少以特斯拉的例子來看，增加變速箱，是可以降低電動汽車成本的，是可以降低電動汽車重量的。為了避免錯誤的分析，一定要記著前提：“為了達(dá)到相同的動力性能”。

再分析一下，增加變速箱，經(jīng)濟(jì)性提升有限嗎？

量化的計劃需要詳盡的仿真。定性的來看，在現(xiàn)階段的商業(yè)環(huán)境下，電動汽車為了取得市場，一般要具備很高或較高的動力性，簡單的來說就是用更大的電機(jī)。而動力性與經(jīng)濟(jì)性一般是存在trade-off的關(guān)系的。

打個比方吧，動力性就是一匹奔跑在草原上的駿馬，使駕駛員在超車、跑高速、起步時很爽；而經(jīng)濟(jì)性就是一頭忙碌在農(nóng)田的黃牛，勤懇地工作，使駕駛員在巡航時可以盡可能地居家省油。如果讓駿馬去耕地，讓黃牛去草原，都不太合適。而電動汽車為了能賣得出去，就必須得強(qiáng)調(diào)自己既是駿馬、又是黃牛。這時候，就需要變速箱才能駿馬與黃牛心得。

第一電動網(wǎng)友魚非魚在《電動汽車為什么不用變速箱來控制轉(zhuǎn)速?》提出一個觀點，就是一匹駿馬電動車，即使沒有變速箱，黃牛特性差一點，但也只不過多費了5%的電而已。而電費那么便宜，” 5毛錢一度電計算，不過才7毛5分錢”。

對此觀點，個人有兩點看法：

a) 變速箱節(jié)省5%的電量是一個保守的值。

b) 在里程焦慮普遍存在的情況下，節(jié)省的電量不應(yīng)該以電費來計量，而應(yīng)該以電池容量來計量。比如說，省下了1度電，不應(yīng)該算做省了5毛錢，而應(yīng)該計算為多買了1kWh的電池。

綜上來看，對電動汽車來說，變速箱是錦上添花，而不是畫蛇添足。

那么，為什么國內(nèi)外還是有好多電動汽車沒有變速箱呢？

并非他們不懂得錦上添花的道理，而是因為：

1. 國外：適配于高速電機(jī)的變速箱生產(chǎn)不出來。典型例子是特斯拉，那個變速箱供應(yīng)商搞不出來，使特斯拉的車晚出來一年，差點把特斯拉搞死。

2. 國內(nèi)：變速箱供應(yīng)鏈弱、整車廠集成控制能力弱，導(dǎo)致不想用變速箱。(這些設(shè)計出來的電動汽車估計也沒打算真的賣吧)這一般出現(xiàn)于國內(nèi)的廠家。這里值得一提的是，電動汽車如果不用變速箱，連離合器都可以省了，這使整車集成的難度大為降低啊！

對本文做一個總結(jié)吧，3個觀點：

1. 沒有變速箱，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車就不能跑了，電動汽車照常跑。

2. 有變速箱，電動汽車會更好，是錦上添花，而不是畫蛇添足。

3. 國內(nèi)外廠商也懂錦上添花的道理，但會由于其他方面的難處而棄用變速箱。

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