特斯拉们不需要变速箱，不是电动车不需要变速箱

2015-11-27 00:37:57 零排放汽车网-专注新能源汽车,混合动力汽车,电动汽车,节能汽车等新闻资讯 网友评论 0 条

最近电动汽车变速箱火了，有网友发科普贴力证：“电动汽车不需要用变速箱，不经济也不实用”，并以偶像明星特斯拉进行了详细论证。“白马非马”，本文将先就特斯拉作一个实例计算，来说明“只是特斯拉们不需要变速箱，不是所有电动车不需要变速箱”。

本屌只能展会上远远的热切注视下特斯拉，只好以入门的model s 70为基本型，在网上放狗搜到以下信息(有车的壕请更正)：

外观尺寸：4970*1964*1445 mm

轴距：2960mm

前后轮距：1663/1700mm

轮胎：245/45 R19

整备质量：m=2108kg

电机功率：p=234kw

最高车速：Vmax=225km/h

百公里加速时间：t=5.4s

减速比：i=9.73

下面将依据以上信息，对特斯拉的电机功率进行一个简单核算(据说是特斯拉的核心秘密哦)。电机的最大功率Pmax必须同时满足最高车速时功率Pe，最大爬坡度时功率Pa，和满足加速时间功率Pc三者的要求，即Pmax≥max[Pe,Pa,Pc]。

其中各参数意义及取值如下：

Vmax：最高车速，225km/h；

m: 整备质量加乘员2人，2225kg；

CD: 迎风面积， 2.3㎡ (经验公式估算)；

A：风阻系数，0.3；

η：传动效率，0.93(给特斯拉不算低吧)；

f：滚动阻力系数，0.015；

因查不到特斯拉爬坡的详细参数，按90km/h速度，通过一般城市地下车库15%的坡度来设定。

Vi：爬坡最高速度，90km/h；

α：15%坡度，转换角度约9度(应该是小了)；

Va：加速末速度，100 km/h；

t：0到100加速时间，5.4s。

带入公式计算如下：

Pmax≥max[Pe=133,Pa=108,Pc=333]

计算电机最小峰值功率为333kW，查询所得该款车型电机额定功率为234kW，其电机的过载系数为：

特斯拉采用的是交流电机，这个过载系数还是在合理范围之内的。

电机的扭矩转矩特性不同于发动机，需不需要变速箱呢？且看以下分析：

驱动电机的额定转速nb和最高转速nmax，要符合电机的转矩转速特性要求，如图一所示，在启动即低转速时得到恒定的最大转矩Tmax，在高转速时得到恒定的较高功率。

(电机扩大恒功率区系数)，增大该值，可使电机在恒功率区获得较大的转矩，有利于加速和爬坡性能。采用交流驱动要考虑两个重要的动力平衡点：一是常规车速等速行驶的转矩平衡点，二是最高车速时的转矩平衡点，需不需要变速箱，关键看β了。如下图a功率平衡图所示，β>2.5,电机从基频向上的调速范围相当大，选择一个档位即可，设计时，先确定B点和A点，再根据A点计算传动比即可。如果β<2.5,功率平衡图如下图b所示，则需要增加一个档位，并合理分配传动比。

下面来看特斯拉的：

i：减速比 ，9.73

D：轮胎直径，0.703m

计算后：nmax=16589转/分(这么高确实牛)

根据上图，可基本确定特斯拉的nb点在45码即73km/h附近，同上个公式，计算其电机额定转速nb=5383转/分。

说明特斯拉基频往上的调速范围确实够好，选择一个档位即可。其最高转速十分惊人，确实是值得作为核心的技术秘密。但是对于电机匹配达不到上述要求的车型来说，增加一个档位就是有必要的了。

ADVISOR(高级车辆仿真器)是由美国可再生能源实验室NREL在ATLAB和SIMULINK软件环境下开发的高级车辆仿真软件。它在给定的道路循环条件下利用车辆各部分参数,分析传统汽车、纯电动汽车和混合动力汽车的燃油经济性、动力性以及排放性等各种性能。以下是搜到的一款额定功率13kw，最高车速65km/h的低速车(就是大家说的渣车)的不同路况模拟结果：

在cyc1015即日本路况下的结果，两档还是有一定的优势。

重要事情重复一遍：特斯拉基频往上的调速范围确实够好，选择一个档位即可。电机水平达不到的，或者在产品定位上有自己的市场理解的，还有那些草根的低速车，如果要到某些特定的路况环境下使用，小一号的电机配置加两档的组合是你不错的选择。