新能源汽车需要发动机和变速箱吗(为什么不加变速箱解决高速高耗电的问题呢)
新能源车为什么不加变速箱解决高速高耗电的问题??生活中难免会有各种各样的问题,如果你对这个不了解,一起来学习。
发动机在低旋转运行时,功率和扭矩小,不能满足驱动车辆的需要,因此需要采用大齿比来扩大扭矩,当发动机转速上升时,扭矩逐渐上升,功率与扭矩和转速成正相关(正比关系),因此此时发动机功率逐渐达到最大值,但由于转速上升,发动机运动副间摩擦增加,发动机阻力增大,机器效率降低内燃机不能像马达那样进行恒定功率或恒定扭矩加速,当转速过高时,发动机各部件间受到的冲击和摩擦阻力指数上升,由于进气效率和排气效率难以跟上发动机的运行需求,因此私人车的发动机转速上限一般在7000 rpm以下。
马达的运行状况一直很简单,对于永磁铁同步电动机来说,磁体钢作为转子,电流通过缠绕电阻时,转子通过电磁感应产生旋转扭矩,所以只要电流达到额定模式的最大值,电动机就可以爆炸最大扭矩,这也是电动汽车的静止启动性能非常优秀的理由,此时,马达以一定转矩加速,转矩不会随着转数的上升而下降,电动机达到额定功率转数后会继续加速,转矩会慢慢降低,此时,马达以恒定功率加速的运转状态继续运转。
对于普通轿车内燃机来说,7000 rpm已经是极限断油旋转速度,电动机的最大旋转速度至少在11000rpm以上,甚至超过18000rpm,转速范围至少是汽油发动机的3倍,是柴油机的4倍,因此,在日常的运转状况下,电动机完全没有必要通过变速进行速度调整。
举个例子,最大转数7000 rpm的汽油发动机驱动的汽车要突破200km/h的时速,至少需要4个不同齿比的传动机构,最大转数为18000rpm的马达,如果有足够的电力,可以固定齿比,轻松驱动汽车至180km/h,只有需要200km/h以上时速的电动汽车,使用变速装置进行减速增扭,考虑提高高旋转区间的再加速能力。
另外,由于电池低于能量密度,为了满足车辆续航距离的需求,电池包的体积通常较大,纯电动汽车通常会在电池上保留有限的空间,变速箱作为体积大的机械零件,电动汽车已经没有多余的空间了,另外,电动车的极限速度提高可以通过增加马达电力、提高马达最大旋转速度来实现,因此不需要在传输中浪费成本。
根据2017年电气电子工程师学会(IEEE)的车辆动力推进会议(VPC)发表的演讲,电动汽车增加2速变速器的情况下,耗电减少0.75,最大为1.5,这是因为很多电动汽车的驱动效率在80~90区间,即使增加了变速器,也不能大幅提高驱动效率。
驱动效率高,转速范围广,机械能量损失小,是电动机的最大优点,由于这种高效驱动效率,电动车在时代舞台上崭露头角,成为最有可能替代燃料车的新能源车型,如果向纯电动汽车增加变速器,不仅不能大幅提高驱动效率,还可以增加机械结构的复杂性,使机器能量的损失更大,同时也可以增加制造商的成本,不划算。
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