【第一電動(dòng)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(shí)常缺席于電動(dòng)汽車(純電動(dòng)，不包括混合動(dòng)力)。那么，電動(dòng)汽車到底需要變速箱嗎？

本文從2個(gè)層面來(lái)分析這個(gè)問(wèn)題：

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

2. 如果電動(dòng)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(dòng)汽車可以沒(méi)有變速箱？

與電動(dòng)汽車的電機(jī)相比，內(nèi)燃機(jī)是一個(gè)復(fù)雜得多的系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)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(gè)高手，但是這個(gè)高手有幾個(gè)弱點(diǎn)：

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

特點(diǎn)2. 高轉(zhuǎn)速下最大輸出轉(zhuǎn)矩急劇降低(跑太快了，也沒(méi)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(huì)帶來(lái)什么問(wèn)題呢？

首先，沒(méi)法啟動(dòng)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(dòng)網(wǎng)友“無(wú)往”在《電動(dòng)汽車為什么不需要很多前進(jìn)檔？》中也表達(dá)了此觀點(diǎn)。

變速器與離合器就是為了解決這兩個(gè)問(wèn)題而生：

1. 離合器斷開時(shí)切斷阻力，使內(nèi)燃機(jī)可以在無(wú)負(fù)載的情況下啟動(dòng)，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(guò)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(dòng)汽車的電機(jī)，與內(nèi)燃機(jī)相比，有兩個(gè)特點(diǎn)：

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(huì)逐漸下降)。

正是由于以上兩點(diǎn)，即使沒(méi)有離合器與變速器，電動(dòng)汽車也是可以正常工作的。

這一層面問(wèn)題比較簡(jiǎn)單，各方觀點(diǎn)也達(dá)成了共識(shí)：沒(méi)有變速箱，電動(dòng)汽車照?？梢耘埽鴥?nèi)燃機(jī)就歇菜了。

而第二個(gè)層面的問(wèn)題就比較復(fù)雜了。

對(duì)電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，變速箱是錦上添花還是畫蛇添足呢？

A) 增加變速箱，會(huì)增加電動(dòng)汽車成本？

B) 增加變速箱，會(huì)增加電動(dòng)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(cuò)誤的結(jié)論：平空增加了一個(gè)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(gè)問(wèn)題，我想以一個(gè)經(jīng)典車型為例來(lái)進(jìn)行分析：

特斯拉的第一個(gè)車型Roadster的最初設(shè)計(jì)是180kW電機(jī)+2檔變速箱，后來(lái)由于變速箱生產(chǎn)質(zhì)量的問(wèn)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(dòng)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(qǐng)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(lái)看，“為了達(dá)到相同的動(dòng)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(jì)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(lái)看，增加變速箱，是可以降低電動(dòng)汽車成本的，是可以降低電動(dòng)汽車重量的。為了避免錯(cuò)誤的分析，一定要記著前提：“為了達(dá)到相同的動(dòng)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(jì)劃需要詳盡的仿真。定性的來(lái)看，在現(xiàn)階段的商業(yè)環(huán)境下，電動(dòng)汽車為了取得市場(chǎng)，一般要具備很高或較高的動(dòng)力性，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是用更大的電機(jī)。而動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性一般是存在trade-off的關(guān)系的。

打個(gè)比方吧，動(dòng)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(shí)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(shí)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(dòng)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(shí)候，就需要變速箱才能駿馬與黃牛心得。

第一電動(dòng)網(wǎng)友魚非魚在《電動(dòng)汽車為什么不用變速箱來(lái)控制轉(zhuǎn)速?》提出一個(gè)觀點(diǎn)，就是一匹駿馬電動(dòng)車，即使沒(méi)有變速箱，黃牛特性差一點(diǎn)，但也只不過(guò)多費(fèi)了5%的電而已。而電費(fèi)那么便宜，” 5毛錢一度電計(jì)算，不過(guò)才7毛5分錢”。

對(duì)此觀點(diǎn)，個(gè)人有兩點(diǎn)看法：

a) 變速箱節(jié)省5%的電量是一個(gè)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(fèi)來(lái)計(jì)量，而應(yīng)該以電池容量來(lái)計(jì)量。比如說(shuō)，省下了1度電，不應(yīng)該算做省了5毛錢，而應(yīng)該計(jì)算為多買了1kWh的電池。

綜上來(lái)看，對(duì)電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，變速箱是錦上添花，而不是畫蛇添足。

那么，為什么國(guó)內(nèi)外還是有好多電動(dòng)汽車沒(méi)有變速箱呢？

并非他們不懂得錦上添花的道理，而是因?yàn)椋?

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

2. 國(guó)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(jì)出來(lái)的電動(dòng)汽車估計(jì)也沒(méi)打算真的賣吧)這一般出現(xiàn)于國(guó)內(nèi)的廠家。這里值得一提的是，電動(dòng)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?。?

對(duì)本文做一個(gè)總結(jié)吧，3個(gè)觀點(diǎn)：

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

2. 有變速箱，電動(dòng)汽車會(huì)更好，是錦上添花，而不是畫蛇添足。

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

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