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威孚與您淺談電動汽車變速器走向多擋化

2021-06-08 17:04:32

電動汽車的快速發展給變速器行業帶來了負面影響。然而,隨著電動汽車多檔變速器的發展趨勢逐漸明朗,預計電動汽車變速器的價值將大幅提升。對于相關零部件企業來說,這是一個須搶占的“地盤”。


電動汽車多速傳動已成為必然趨勢


自電動汽車誕生以來,電動汽車是否需要變速器的問題在業界引發了很多爭議。隨著時間的推移,這個問題的答案逐漸變得清晰。電動汽車可以沒有變速器,但有了正確的變速器,電動汽車會加分很多。


對于傳統的燃油汽車來說,沒有變速器就不能正常行駛。具體來說,由于發動機的合理轉速范圍較窄(通常在1000-4000轉/分左右),轉速過低無法輸出轉矩,而轉速過高則會降低效率。因此,有必要通過變速器調整減速比,使轉速保持在合理的工作范圍內。電動汽車則不同。它們不用變速器也能照常運行。主要原因是電機具有較寬的工作范圍(通常在0- 15000rpm之間),在低速甚至零轉速下都能輸出大扭矩。


目前,市場上的電動汽車主要采用電機配套單級減速機的架構。據了解,單級減速器不需要換擋機構、同步器和離合器,結構相對簡單,易于實施,因此被汽車公司廣泛使用。


然而,對于電動汽車來說,單級減速器并不是好的解決方案。單級減速機存在以下主要缺點:一,單級減速機不能考慮電機在低速起動和高速行駛條件下的高效運行,電機效率低,影響電動汽車的巡航里程;其次,高速行駛時,轉矩不在輸出范圍內,加速度較弱;此外,與雙速傳動相比,單級減速機對電機的要求明顯更高,這就要求電機具有更高的功率和更高的轉速。


電機效率曲線:藍色區域為電機低效率區域(80%-90%),紅色區域為高效率區域(90%-93%)


相比之下,多速變速器有許多優點。它可以提高電機的工作效率和汽車的動態性能,同時降低電機的性能要求。它只需要配置一個體積、重量、功率更小的電機即可滿足需求。對汽車的動力性能提出了要求,從而降低了電機的成本。此外,多速變速器還可以降低電動汽車的功率消耗,增加巡航里程。該領域專家周世建在接受加斯古采訪時表示,與單級減速機相比,雙速傳動可節省高達13%的電力。根據舍弗勒的研究,雙速變速器可使車輛行駛里程增加3%-5%,0-100km/h加速時間縮短約30%。


基于此,隨著用戶對電動汽車需求的增加,電動汽車多檔變速箱的發展趨勢逐漸明朗。電動汽車的多速變速器無疑將是一個趨勢,“我們需要多速變速器來適應和提高電動汽車的整體性能?!眹倚履茉雌嚰夹g創新中心電力驅動業務負責人楊良輝指出,雙速變速器是未來的一個重要方向。


多零部件公司開始部署,它們的優勢是不同的


目前電動汽車主要采用單級減速器,這對傳動公司產生了負面影響。雖然這類企業有足夠的實力為電動汽車提供單級減速器產品,但單級減速器給電動汽車帶來的價值遠遠低于傳統變速器。據相關機構測算,目前純電動及串聯混合動力中使用的單級減速機單價多在1000 - 2000元之間,遠低于AT/DCT的單價往往在8000 - 10000元之間。

與單級減速器相比,多速變速器具有更大的自行車價值。這意味著,隨著電動汽車多檔變速箱的發展趨勢越來越清晰,預計電動汽車變速箱的價值將大幅提升,變速箱企業也將從中受益。這也是許多汽車和零部件公司競相發布電動汽車多速變速器產品的重要原因。


具體來說,由于電機的能耗變化小于發動機,電動汽車不需要使用6到10個檔位來匹配發動機的運行條件,就像燃油汽車變速器一樣??紤]到整體成本和性能,目前電動汽車多速變速器主要采用雙速變速器。中長期來看,部分電動汽車變速器可能會朝著三速或四速變速器的方向發展。主要原因是增加變速器的檔位可以使純電動汽車具有更強的爬坡能力,更低的能耗,更強的耐力。


變速器公司的布局與此一致,目前主要以雙速變速器產品為主。但不同公司的雙速變速器產品采用的技術路線不同。據了解,從結構上看,目前純電動汽車雙速變速器主要有四種路線:同步器換擋結構、單離合器結構、雙離合器結構、行星齒輪結構。


據長城證券數據顯示,同步器換擋結構簡單緊湊,傳動效率高,但換擋時有電源中斷,與后橋發動機驅動系統配合使用。其他三種技術路徑可以解決換擋斷電的問題。其中,行星齒輪結構的優點比較突出,也比較受到業界的青睞。該結構具有結構緊湊、抗沖擊能力強、傳動比大、傳動效率高等優點。


從另一個角度看,傳統的變速器分為手動變速器和自動變速器,自動變速器有四種類型:AT、AMT、無級變速器和DCT。對于電動汽車來說,似乎有很多多速變速器的解決方案。從企業在該領域的整體布局來看,還包括AT、AMT、DCT、CVT等方向。

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