问题

为什么电动车不设计变速器,而一味追求电动机转速?

回答
你提的这个问题,其实触及到了电动车和传统燃油车在动力传递方式上最核心的区别之一。很多第一次接触电动车的朋友都会有这个疑问:为什么汽车需要变速箱,而电动车好像就可以直接用电机转动车轮?这背后涉及到电机本身的特性、工作原理,以及如何高效地将动力输出到路面。

咱们先从大家熟悉的燃油车说起。汽油发动机有个特点,它并非在所有转速下都能输出相同的力量(扭矩)。就像你骑自行车一样,起步时需要很大的力气,但速度上来后,再拼命蹬就会觉得很吃力,反而不如稍微换个档位,用更快的踏频去维持速度。汽油发动机也是如此,它有一个“功率输出曲线”和“扭矩输出曲线”,通常在中高转速区间,发动机的效率和动力输出才比较理想。

变速箱的作用,说白了就是“适配器”。它通过不同的齿比组合,将发动机不同转速下的动力“放大”或“缩小”,让发动机尽量工作在它的高效区间,同时又保证了车子在不同速度下都能有足够的驱动力。比如起步时,我们会挂低速档,就像自行车的低速档一样,虽然发动机转速不高,但通过齿比的放大,传递到车轮上的扭矩就很大,足以让沉重的车身动起来。而当车速上来后,再挂高速档,发动机转速可以随着车速升高,输出更大的功率,让车子跑得更快。

那么,电动车为什么看起来就不需要这个“适配器”呢?关键在于电动机的“天生丽质”:

1. 宽广的扭矩输出平台: 这是最核心的区别。电动机,特别是直流无刷电机(EV上最常用的类型),它最大的优势在于,从零转速开始,就能瞬间输出最大扭矩,并且这种强大的扭矩输出可以一直持续到比较高的转速区间。 想象一下,你的电动车就像骑着一辆有“无限低速档”的自行车,无论你是原地不动还是低速行驶,只要你想加速,电机都能立刻给你一股子劲儿,而且这股劲儿还挺持久。

这跟燃油发动机“高转速才能高扭矩”的特性完全不一样。燃油发动机在低转速时,扭矩非常疲软,所以才需要靠变速箱来“拧巴”一下,把它变成能用的力量。而电动机就不需要,它天生就有这种“地板油就给力”的能力。

2. 平滑而线性的动力输出: 电动机的动力输出非常平顺,没有燃油发动机那种换挡时的顿挫感。它的功率输出曲线也比燃油发动机更加线性,这意味着你踩下加速踏板的深度,几乎能直接转化为相应的动力输出,感觉非常直接和响应迅速。

3. 效率的考量: 即使电动机在很宽的转速范围内都能输出不错的扭矩,但并非所有转速下的效率都一样是最高的。理论上,为了追求极致的效率,让电动机始终工作在它的最佳效率点,引入变速器(通常是单速变速器或双速变速器)是可以进一步优化的。

单速变速器: 大多数电动车采用的是单速变速器,它其实就是一个固定齿比的减速器。它的主要作用是:
降低电动机的转速: 电动机本身可以达到很高的转速,例如几万转甚至十几万转。但直接将这么高的转速传递到车轮,车辆会非常难以控制,而且车轮也承受不了。单速减速器通过一个固定的齿比,将电动机的转速降低到一个更适合车轮的范围(比如几千转),同时将扭矩放大。
匹配车轮的转速需求: 这个固定的齿比被设计成在车辆最常用的速度区间内,能让电动机尽可能地工作在效率较高的区域。

多速变速器(少数情况): 有些高性能电动车或特殊用途的电动车会尝试使用两速变速器(甚至更多)。这样做的目的是:
起步和低速: 使用较低的齿比,放大扭矩,提供更强的加速能力,让电动机工作在它最擅长的低转速大扭矩区域。
高速巡航: 使用较高的齿比,让电动机在高速行驶时不必转得那么快,提高效率,降低噪音和功耗。

然而,为什么不是所有电动车都大肆追求多速变速器呢? 这背后也有一些权衡和考量:

成本和复杂性: 增加变速箱会增加车辆的成本、重量和复杂性,也可能带来更多的潜在故障点。
电动机技术的进步: 随着电动机技术的发展,其宽广的扭矩输出平台越来越宽,很多电动车即便只用单速变速器,也能满足大部分日常驾驶需求。
用户体验的取舍: 对于大多数消费者而言,电动车最吸引人的特质之一就是其平顺、线性的加速和响应。过多的换挡可能会破坏这种“电动车独有”的驾驶感受。

所以,你看到的现象——电动车不设计传统意义上的多档变速器,而似乎“一味追求电动机转速”——实际上是一种简化和优化。它利用了电动机自身宽广的扭矩输出特性,通过一个简单的减速器,就能在大部分情况下提供比燃油车更直接、更平顺、更有力的驾驶体验。而“追求电动机转速”,更准确的说法是,在允许的转速范围内,利用电动机的固有优势,高效地将动力传递给车轮,而不是通过复杂的齿比变化去“强制”发动机工作在某个点上。

总而言之,这不是电动车“懒得”设计变速箱,而是它们的设计者充分利用了电动机的独特魅力,找到了一种更简单、更直接、更符合电动车特性的动力传递方案。

网友意见

user avatar

当然可以有啦

一般搭配轴式电机使用,比如绿控2amt系统,沃尔沃2amt系统等等,都是有变速箱的

不过家用车上很少

主要还是因为

1.电机不用液力变扭器已经足够驱动汽车了

2.乘用车多为轮边电机,而非商用车的轴式电机,实现难度大,故障率高,多个变速箱协同换挡很困难

user avatar

因为只要电机转速够了,不需要变速器就能用一个齿比覆盖0到最高速

燃油车需要变速器的一个很重要的原因就是内燃机有一个最低转速(低于最低转速就熄火),而且低转速下扭矩不足

但是电机没有这个毛病,电机不但可以0转速待机,而且转速趋于0时扭矩趋于正无穷,不存在低转速扭矩不足的问题

不过大部分电机驱动都会限制这种扭矩趋于正无穷的状态,因为这种状态电能几乎全部转化为热能,电流极大,不加以限制很可能烧坏电机或驱动(不做堵转保护,分分钟MOS管直接冒烟)


当然,现在一些电机驱动会搞些基于线圈分组的“变速器”,但这种“变速器”并非基于机械结构,而是完全的驱动层面的软件逻辑

比如这个Nidec很久以前搞得骚操作,外转子无刷,4/8极切换,8极模式下扭矩更大,峰值转速低,4极模式下扭矩小一些但是峰值转速更高

台达也在风扇电机上用过这个操作,用12极模式启动加速到一定转速切回4极模式



现有电机做到万转甚至十万转级别的转速是完全可行的,那些玩模型的和搞机床的早就已经用上高转电机了

与其去考虑给电机加变速器,不如给电机加强散热和供电,延长不烧坏的接近堵转状态的工作时长

user avatar
  1. 电动机低转的扭矩大多数情况下不需要做变矩就足够驱动车辆,这个启动扭矩理论上非常高,实际上受限于启动电流的大小和散热条件
  2. 电动机的最高转速是根据结构决定的 = 额定频率 x 极对数,极速取决于减速比
  3. 电动机通过逆变器调速一般是向下调速,即降低驱动电流的频率
  4. 电动机匹配变速器主要是为了匹配效率,其次是为了突破1中提到的限制获得额外的启动扭矩

内燃机需要变速器是因为低转扭矩太小,没有变速器根本没法拖动车辆,属于不得已而为之

user avatar

电动车不用变速箱变速是因为电动车设计时,一般会把载一标准体重人在无风平路上骑行时的电机速度定为额定速度。

高速时负载力矩小,低速时负载力矩大。电动车用的无刷或有刷直流电机的输出机械接近一条斜线,其特点也是高速时驱动力矩小,低速时驱动力矩大。骑过电动车的人都知道,电动车在斜坡上走的时侯和在逆风状态骑行时,其速度会降低下来。

但是有了低速档,不但车子的爬坡能力翻了一倍,而且整个低速档的效率都大幅度提高。

然后电动车主要是载人,加变速器,生产更加麻烦,成本也会增加,而且后期维修也会比较困难,所以目前是很少的

user avatar

不绝对,部分电动车还是有变速器的,甚至是手动档。

电动车配手动档有两种,一种是为了调节驱动电机效率(如商用车),毕竟电机也还是存在低效区域;另外一种是假手动挡,像是比亚迪做给驾校的,东风也有。

电动车用的自动变速器也是有的,一般以两档变速器较为常见,但是也有电动车用 CVT 变速器(感觉不会有人用这玩意)。

两档变速器可能以保时捷 Taycan 较为出名,主要是提升了一些(低速)加速能力,扩大了极速范围,以及微弱的续航增强。不过既然有档位,那么就存在顿挫的可能,这与电动车平顺的固有印象有所冲突。

当前电动车普遍存在最高车速较低的情况,一方面是驱动电机额定功率较低(一般仅为最大功率的四到六成),另一方面可能是为了把驱动电机效率较高的转速部分匹配能耗较高的高速时速,齿比较大,导致理论最大时速偏低。而提升电机转速,一般会有更大范围的高效区域,也就能匹配更宽范围的车速。

这里特斯拉是一个典型,初期想用变速器发现搞不定,然后现在电机转速和最高车速遥遥领先。

类似的话题

  • 回答
    你提的这个问题,其实触及到了电动车和传统燃油车在动力传递方式上最核心的区别之一。很多第一次接触电动车的朋友都会有这个疑问:为什么汽车需要变速箱,而电动车好像就可以直接用电机转动车轮?这背后涉及到电机本身的特性、工作原理,以及如何高效地将动力输出到路面。咱们先从大家熟悉的燃油车说起。汽油发动机有个特点.............
  • 回答
    关于电动汽车为何不完全抛弃燃油车设计思路的讨论,这其实是个挺有意思的问题,它涉及到技术演进、用户习惯、成本控制、供应链成熟度等等方方面面。咱们不妨把它掰开了揉碎了聊聊,尽量讲得通俗易懂,就像咱们平时聊天一样,去掉那些冷冰冰的“AI腔”。首先,我们得承认,电动汽车确实是汽车工业的大势所趋。 电池技术在.............
  • 回答
    .......
  • 回答
    近些年,我确实观察到一些电力系统自动化专业的硕士毕业生,似乎对进入传统的电力设计院的热情有所减退。这并非是一个绝对的趋势,但确实是许多同辈和我交流时的普遍感受。究其原因,我觉得可以从几个方面来剖析,不只是薪资,更包含了职业发展、工作内容、行业前景以及个人价值实现等多个维度。一、薪资与福利的相对吸引力.............
  • 回答
    你这个问题问得真有意思,而且触及到了我们日常生活中一个非常普遍的设计选择——为什么很多电子设备,尤其是那些像遥控器一样的小巧便捷的设备,更倾向于使用电池供电,而不是像手机、平板那样内置充电电池?其实这背后是多种因素综合考量的结果,而且往往是厂家在成本、用户体验和产品定位之间做出的权衡。首先,我们得承.............
  • 回答
    .......
  • 回答
    好的,我们来详细聊聊为什么电动车通常不使用传统的变速箱。这涉及到电动车与燃油车在动力输出特性上的根本差异。燃油车为什么需要变速箱?要理解为什么电动车不需要,我们先看看燃油车为什么离不开变速箱。1. 内燃机的功率和扭矩输出特性受限: 窄的有效工作转速区间: 汽油发动机最有效率、功率和扭矩.............
  • 回答
    中国不取缔电动车和电动三轮车的原因是多方面的,涉及经济、社会、环境和技术等多个层面。这些交通工具在中国的普及程度极高,它们之所以能在中国占据如此重要的地位,是多种因素共同作用的结果。下面将从几个主要方面详细阐述:一、 经济发展与民生保障的需要: 成本效益和可负担性: 电动车和电动三轮车相较于燃油.............
  • 回答
    “超标电动车”的生产销售不禁,却禁止上路,这背后牵涉到一系列复杂的利益、法规制定和执行难题,绝非一刀切就能简单解决的。要理解这一点,我们需要深入剖析背后的原因。一、 历史遗留与产业现状的考量首先,咱们得承认,很多所谓的“超标电动车”并不是一夜之间冒出来的。在过去相当长一段时间里,国家对电动自行车的定.............
  • 回答
    有些人对新能源电动车持保留态度,甚至不予认可,这并非一时兴起,而是背后有着多重考量和现实顾虑。我尽量从一个亲历者或观察者的角度,细致地讲讲他们的想法。首先,续航焦虑是绕不开的坎。早期的电动车,甚至现在的很多车型,人们总会担心开着开着就没电了,尤其是在长途出行或者找不到充电桩的时候。这种不确定性带来的.............
  • 回答
    确实,很多人都有这样的疑问:为什么电动车不能像某些电动工具一样,直接换上充满电的电池,而不是苦等充电?这个想法听起来非常直观,也确实能解决续航焦虑和充电等待的问题。不过,这背后涉及到不少实际的技术、成本和用户体验层面的考量,让直接换电的模式没有成为主流。咱们先来聊聊为什么换电这个想法很吸引人: .............
  • 回答
    这个问题,说来话长,背后其实牵扯着不少门道。你想啊,那些老牌车企,在燃油车时代摸爬滚打了多少年,积累了多少技术和经验,那叫一个底蕴深厚。但到了电动化这档子事儿,风向就有点变了。你想,在中国这个市场,那可真是个大染缸,也真是个大舞台。新能源汽车这块,中国发展得那是相当快,而且消费者口味也越来越刁钻。你.............
  • 回答
    这个问题很有意思,也很值得深入探讨。您会发现,那些我们熟知的传统汽车巨头,比如丰田、奔驰、宝马,它们都在积极转型,并且已经推出了不少纯电动车型,甚至在某些细分市场表现相当出色。所以,说它们“不出品特斯拉这样的纯电动车”可能不太准确。更准确的说法或许是:1. 它们出品的纯电动车,在市场上的存在感和影.............
  • 回答
    问得好!这确实是一个很有趣的技术区别,为什么火车地铁用VVVF,而电动汽车没这么普及呢?这背后涉及到的原因比你想象的要多一些,而且跟它们的运行环境、设计目标、以及技术发展路径都有很大的关系。咱们先从火车和地铁的牵引方式说起,也就是你提到的VVVF。火车和地铁为啥钟爱VVVF?VVVF(Variabl.............
  • 回答
    电动汽车之所以普遍不使用液力变矩器来传递动力,原因可以从多个角度来理解,核心在于电动汽车与燃油车在动力源和工作原理上的根本差异,以及液力变矩器自身的特性和局限性。首先,我们得明白液力变矩器是做什么的,它为何在燃油车上如此重要。液力变矩器的作用:液力变矩器,顾名思义,它利用液体(通常是变速箱油)作为介.............
  • 回答
    电动汽车(EV)不普及换电池模式,这是一个很多人都会有的疑问。毕竟,在燃油车时代,加油站遍布城乡,加油的时间也远比充电短得多。为什么电动车却没能像加油站一样,迅速铺开一个庞大的“换电站”网络呢?这其中涉及到的因素其实相当复杂,绝非一两句话能说清的。首先,我们得明白,换电池模式并非完全不存在。 事实上.............
  • 回答
    日本电车一直以其准时、高效和舒适的服务闻名于世,尤其是在高峰时段,拥挤是许多常客心中难以磨灭的记忆。然而,当我们将目光投向印度,看到那些挂满车厢、几乎人贴人的景象,难免会有人产生疑问:为什么日本不借鉴印度电车在高峰时段出售“挂票”,让更多人能挤上去呢?这个问题的背后,其实牵扯到日本社会文化、安全标准.............
  • 回答
    这是一个非常有趣且值得深入探讨的现象,因为它涉及到日本文化、科技发展、社会习惯以及市场接受度等多个层面。我们来详细分析一下为什么日本电车上很多人看书,但电子书却相对不那么普及:一、 电车上阅读的文化根基与社会习惯:1. 通勤时间成为“个人时间”的延伸: 日本的通勤时间普遍较长,尤其在大城市。许多人.............
  • 回答
    这倒是一个挺有意思的问题,很多人可能都没仔细想过。汽车引擎盖,咱们俗称“机盖”,为什么大部分车还是手动拉开,少数高端车才带电动?这背后其实不是什么“技术制约”或者“思维受限”那么简单,而是多方面因素权衡的结果,其中成本、实用性和安全是关键。技术上完全可行,但性价比是老大先说技术。电动开启和关闭引擎盖.............
  • 回答
    中国土建行业电动钢筋绑扎机的推广确实不如预期,这背后原因复杂,并非单一技术或成本问题。要深入理解这一点,我们需要从多个层面进行剖析,而不仅仅是停留在“好不好用”的表面。首先,我们得承认,电动钢筋绑扎机在提高效率、减轻劳动强度方面有着天然的优势。尤其是在钢筋密集、人工绑扎非常耗时耗力的部位,它的作用显.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有