編者：自從第一電動(dòng)網(wǎng)刊發(fā)了《科普貼 | 電動(dòng)汽車為什么不用變速箱來控制轉(zhuǎn)速?》一文以來，多位專欄作家和特約作者撰文討論電動(dòng)汽車應(yīng)用變速箱的可能。有業(yè)內(nèi)朋友提醒我們，工程師的事情交給工程師，討論中一些非專業(yè)的意見可能誤導(dǎo)大家。但媒體提供的是觀點(diǎn)的自由市場(chǎng)，讀者有辨別是非的能力。因此，長(zhǎng)考之下，我們?nèi)匀粵Q定刊發(fā)后續(xù)的稿件，供大家參考。

【第一電動(dòng)網(wǎng)】（特約作者 梁焯雄）在電動(dòng)汽車的機(jī)遇面前，有一種新趨勢(shì)是，挑戰(zhàn)現(xiàn)有電動(dòng)車架構(gòu)，形成多電機(jī)多檔位自動(dòng)變速系統(tǒng)。在整車構(gòu)造中，電機(jī)和減速設(shè)備的基本架構(gòu)著有根基的地位，電動(dòng)車多電機(jī)多檔位自動(dòng)變速系統(tǒng)改變了電機(jī)及減速箱的構(gòu)造，勢(shì)必要改造三大控制系統(tǒng)。

首先要明白電動(dòng)車多電機(jī)多檔位自動(dòng)變速系統(tǒng)的原理和構(gòu)成。有一種模式可以是：在太陽輪連接一臺(tái)A電機(jī)，將外圈齒輪活動(dòng)起來連接另一臺(tái)B電機(jī)，①當(dāng)只有A電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，B電機(jī)剎車不動(dòng)、內(nèi)外齒輪圈保持不動(dòng)，在太陽輪驅(qū)動(dòng)下，衛(wèi)星輪在內(nèi)外齒輪圈內(nèi)旋轉(zhuǎn)將動(dòng)力傳輸至輸出軸。②另若B電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，A電機(jī)剎車不動(dòng)，B電機(jī)軸齒輪帶動(dòng)內(nèi)外齒輪圈旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)衛(wèi)星輪圍繞著停轉(zhuǎn)的太陽輪外旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力傳輸至輸出軸。③A B電機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)太陽輪和內(nèi)外齒輪圈的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)衛(wèi)星輪旋轉(zhuǎn)，將動(dòng)力傳輸至輸出軸。在這三種狀態(tài)下，毎種狀態(tài)有固定的傳動(dòng)比，故選擇電機(jī)的過程就是換檔位。既然三種狀態(tài)下都能運(yùn)轉(zhuǎn)，它們相互轉(zhuǎn)換過程互不受牽制，而且轉(zhuǎn)換過程由電器控制器控制，因而不需要離合器就能順利地?fù)Q檔，這構(gòu)造簡(jiǎn)單體積小、重量輕，承載能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低、輸出扭矩大，效率高、性能安全而且技術(shù)含量并不高。但作用與效果非常理想，它的出現(xiàn)，會(huì)給電動(dòng)車的架構(gòu)帶來顛覆性的革命。

按圖具體分析該機(jī)構(gòu)可行性，從圖中得；A電機(jī)的太陽輪齒數(shù)18齒，設(shè)在B電機(jī)軸上的齒輪齒數(shù)35齒，內(nèi)外齒輪圈的內(nèi)齒齒數(shù)48齒，內(nèi)外齒輪圈的外齒齒數(shù)設(shè)定是60齒。即A電機(jī)與輸出軸傳動(dòng)比為3.67，B電機(jī)與輸出軸傳動(dòng)比為2.35。若A電機(jī)在3000轉(zhuǎn)/分時(shí)，輸出軸817轉(zhuǎn)/分，B電機(jī)在3000轉(zhuǎn)/分，輸出軸1276轉(zhuǎn)/分。如果在裝配單一電機(jī)時(shí)要3000轉(zhuǎn)/分驅(qū)動(dòng)輸出軸2093轉(zhuǎn)/分時(shí)則傳動(dòng)比為1.43。從數(shù)值上分明清晰，若單電機(jī)在100KW，那雙電機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)A電機(jī)50KW的輸出扭力是單電機(jī)在100KW的1.28倍，同理單電機(jī)在100KW轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分時(shí)輸出軸2093轉(zhuǎn)/分，而50KW的 B電機(jī)在4920轉(zhuǎn)時(shí)輸出軸2093轉(zhuǎn)，功耗卻相差1.22倍。從數(shù)值上講，雙電機(jī)構(gòu)造有可能節(jié)電1.2倍。

特斯拉第二代Roadster在0-60mph的加速可能達(dá)到2秒，按雙電機(jī)結(jié)構(gòu)配置完全有可能，若在0-100mph的加速可能達(dá)到3秒內(nèi)，雙電機(jī)的功率有所調(diào)整，A電機(jī)的功率占45/100， B電機(jī)的功率占55/100，0-100mph的加速3秒內(nèi)定可實(shí)現(xiàn)。

若加速維持原單電機(jī)在100KW時(shí)的加速性能，則A電機(jī)的功率調(diào)整為40KW，B電機(jī)60KW時(shí)，功耗卻相差1.46倍。

對(duì)于一款車而言，動(dòng)力部分最大的訴求是易用、好開，而且能耗盡可能低，至于百公里加速成績(jī)、最高車速等都沒有太多意義。匹配的價(jià)值就凸顯現(xiàn)出來而這就是最大的亮點(diǎn)所在。

SUV、跑車、MPV、物流車采用大功率，而小型車則可用A電機(jī)12KW、B電機(jī)18KW適合。若設(shè)定高速120KM/H，A電機(jī)高速時(shí)為47KM/H，B電機(jī)高速時(shí)為73KM/H，AB電機(jī)在同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)高速時(shí)疊加速度就可達(dá)到120KM/H。

在延續(xù)里程方面，在相同電池容量下，功耗越少續(xù)航里程越多，B電機(jī)題內(nèi)額定轉(zhuǎn)速下可得輸出軸1276轉(zhuǎn)/分，A B電機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)題內(nèi)額定轉(zhuǎn)速下可得輸出軸2093轉(zhuǎn)/分。即單一電機(jī)時(shí)要3000轉(zhuǎn)/分驅(qū)動(dòng)輸出軸2093轉(zhuǎn)/分時(shí)B電機(jī)只要4920轉(zhuǎn)，而B電機(jī)的功耗只是單電機(jī)時(shí)的0.8倍，按最大行程300KM計(jì)算，可增加行程75KM，但不同的齒數(shù)配比和車輛的載重結(jié)果不相同。A電機(jī)的功率調(diào)整為40KW，總功率為90 K W，而B電機(jī)的功耗只是單電機(jī)時(shí)的0.72倍，按最大行程300KM計(jì)算，可增加行程116KM，但續(xù)航里程也解決了很多。即是在電機(jī)總功率一定時(shí)，采用雙電機(jī)無論在加速或續(xù)航都有很大的提升。理想是美好的，實(shí)際操作又會(huì)如何呢？首先我們要知道，在行星輪系中若太陽輪、衛(wèi)星輪、外齒圈輪都不固定時(shí)，它們之間就會(huì)成為耦合的傳動(dòng)，即A電機(jī)有一定的轉(zhuǎn)速時(shí)，B電機(jī)隨時(shí)可以加入和退出運(yùn)轉(zhuǎn)，而A電機(jī)與B電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)數(shù)是疊加的，扭力在同最高轉(zhuǎn)速是兩者的平均值。(實(shí)驗(yàn)的結(jié)論)

從以上例子看到多電動(dòng)車多電機(jī)多檔位自動(dòng)變速系統(tǒng)的作用，如果用兩級(jí)行星輪系再加上一個(gè)電機(jī)又如何？現(xiàn)釆用3、3.5、3.5模式配置，A電機(jī)30KW、B電機(jī)35KW、C電機(jī)35KW，第一級(jí)行星輪按以上行星輪齒數(shù)配置，第二級(jí)的太陽輪齒數(shù)為30齒，內(nèi)外齒輪圈的內(nèi)齒齒數(shù)48齒，內(nèi)外齒輪圈的外齒齒數(shù)設(shè)定是60齒，C電機(jī)齒輪齒數(shù)為20齒，得A電機(jī)與輸出軸傳動(dòng)比為9.54，B電機(jī)與輸出軸傳動(dòng)比為6.1，C電機(jī)與輸出軸傳動(dòng)比為4.87，A電機(jī)在3000轉(zhuǎn)/分時(shí)，輸出軸314轉(zhuǎn)/分，B電機(jī)在3000轉(zhuǎn)/分，輸出軸491轉(zhuǎn)/分，C電機(jī)在3000轉(zhuǎn)/分，輸出軸616轉(zhuǎn)/分。如果在裝配單一電機(jī)時(shí)要3000轉(zhuǎn)/分驅(qū)動(dòng)輸出軸1421轉(zhuǎn)/分時(shí)則傳動(dòng)比為2.11。數(shù)值上，A電機(jī)33KW的輸出扭力是單電機(jī)在100KW的1.35倍，即A電機(jī)30KW的輸出的起步強(qiáng)于單電機(jī)在100KW的的起步。而節(jié)能方面，C電機(jī)3000轉(zhuǎn)/分額定轉(zhuǎn)速下可得輸出軸616轉(zhuǎn)/分，單電機(jī)在100KW時(shí)3000轉(zhuǎn)/分額定轉(zhuǎn)速下可得輸出軸1421轉(zhuǎn)/分。即C電機(jī)要完成輸出軸1421轉(zhuǎn)/分只要6920轉(zhuǎn)，即C電機(jī)35K W的功耗只是單電機(jī)100KW時(shí)的0.8倍，按最大行程300KM計(jì)算，可增加行程75KM。如全部電機(jī)都采用30 K W，即C電機(jī)30K W的功耗只是單電機(jī)100KW時(shí)的0.69倍，按最大行程300KM計(jì)算，可增加行程134KM。若設(shè)定高速160KM/H，A電機(jī)高速時(shí)為35KM/H，B電機(jī)高速時(shí)為55KM/H，C電機(jī)高速時(shí)為70KM/H，ABC三電機(jī)在同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)高速時(shí)疊加速度就可達(dá)到160KM/H。在實(shí)際操作中車輛重載用A電機(jī)起步，至車速達(dá)到上限或扭力充裕時(shí)B電機(jī)參與運(yùn)轉(zhuǎn)，而A電機(jī)逐步減速至退出運(yùn)作，再度不段加速C電機(jī)繼續(xù)參與提速，界時(shí)若C電機(jī)夠動(dòng)力可單機(jī)行駛70KM/H內(nèi)。當(dāng)車輛在空載時(shí)B電機(jī)作起步完全可以，或超車時(shí)加入C電機(jī)提速。不競(jìng)車輛行駛速度不斷變化，它們之間的相互配合、相互代替、相互疊加，A、B、C、AB、BC、ABC電機(jī)的獨(dú)用或組合得到不同的作用和效果，這要求電機(jī)控制器與時(shí)俱進(jìn)，亦要對(duì)電機(jī)控制器進(jìn)一步改進(jìn)，特別是智能控制，對(duì)各電機(jī)的單用或組合作用和轉(zhuǎn)換作用得到靈活的控制。

在電動(dòng)車多電機(jī)多檔位自動(dòng)變速系統(tǒng)中，變速機(jī)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生扭矩，但它可以傳遞扭矩或提高扭矩減少轉(zhuǎn)速、提高轉(zhuǎn)速減少扭矩，產(chǎn)生扭矩在于電動(dòng)機(jī)，而同功率不同性質(zhì)的電動(dòng)機(jī)扭矩也不同。感應(yīng)電機(jī)、無刷電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)的扭矩也不同。要具體的設(shè)計(jì)才能提及到扭矩。本文只闡明速比和功率的關(guān)系在電動(dòng)車多電機(jī)多檔位自動(dòng)變速系統(tǒng)中的應(yīng)用。

當(dāng)然，這只是理論的計(jì)算結(jié)果，與風(fēng)阻、車輛的整備質(zhì)量各種車型各種用途功率和行星齒輪齒數(shù)不同，效果不盡相同，有待實(shí)際車況而定。在車輛研發(fā)階段，以最低的成本、最有效的方式、最佳的配置設(shè)計(jì)思路及最有效的措施實(shí)施到多電動(dòng)車多電機(jī)多檔位自動(dòng)變速系統(tǒng)中去，最終形成一套可行性高的正向開發(fā)設(shè)計(jì)方案。

中國(guó)電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)“彎道超車”是時(shí)代的要求，電動(dòng)車的應(yīng)用技術(shù)，不能只跟著國(guó)外的技術(shù)走，要走自己創(chuàng)新路，突破電動(dòng)車變速領(lǐng)域的瓶頸，要樹立自我創(chuàng)造性的里程碑。成為電動(dòng)車行業(yè)的執(zhí)牛耳者，為中國(guó)的電動(dòng)車彎道超車提供動(dòng)力，走中國(guó)式純電動(dòng)車發(fā)展道路，助中國(guó)的電動(dòng)車事業(yè)騰飛。

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