“特斯拉们”都没有变速箱是因为不喜欢吗？埃安：不，是因为你们造不出来

世界上的许多规律大抵是一致的，比如多一点总比少一点更好。

拿变速箱的挡位来举例子，6AT通常比4AT更好，8挡的一般比6挡更强。而当全世界几乎都在追求越来越多的变速箱挡位时，电动车的横空出世似乎打破了这条规律。仿佛换了一种能源方式，一些牢不可破的物理规律也能随之改变。

然而真的如此吗？电动车可以跨越变速箱这一道鸿沟？

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电动车为什么没有变速箱？

电动车其实是有变速箱的，只不过这个单一齿比的减速箱并不是我们通常所说的那个可以进行多速比变换的变速箱。

而截至目前99%的电动车都只有一个一级减速箱，一方面在于作为新能源教父的特斯拉一直在这么干，下面的追随者们当然就跟着学，另一方面在于电机实现了对内燃机的全方位降维打击，让变速箱的作用显得不再那么突出。

变速箱的作用是什么？一，变速；二，变矩。对于内燃机来说，“给力”的时候不多，一般极限转速都不超过10000rpm，而峰值扭矩又无法连续从低转维持到高转，尤其低速时的扭矩都比较羸弱。

换个通俗的说法就是，如果不套个变速箱，发动机在低速起步时会像没睡醒一样极其乏力，而铆足了劲儿工作又无法满足车辆的极速（一般需要达到220km/h）需求。通过变速箱的变矩能力可以有效放大低转下的扭矩，提升动力，而通过变速能力又能保证车子轻松在转速范围内达到目标车速。

再看看电机的外特性曲线，虽然不同种类电机的曲线各有差异，但总体上的特性是大同小异的。相比内燃机，电机有着三大优势。一、起转即可达到峰值扭矩；二、扭矩平台非常宽泛；三、转速高。

这也意味着，即便没有变速箱，电机也能在低转速下输出比较强的动力，同时通过固定速比基本满足法定的限速时速。

此外，电机在效率方面相比内燃机也有着得天独厚的优势，超过90%的效率广泛分布在电机从低转到高转，从低扭到高扭的工况范围内。而内燃机在这一块完全是没有对比就没有伤害的牺牲品，不仅最高效率偏低，同时高效范围也很窄。

所以给电动车加多级变速箱不仅不能像内燃机一样显著提升性能，考虑到变速箱本身的效率损失，还不一定能够降低能耗提升续航。再考虑到空间布置的问题，以及可能增加的失效零部件单元，当然还有至关重要的成本考量，不使用多级变速箱或许对于电动车来说是更好的选择。

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Roadster：特斯拉之殇

既然电机如此强悍，那是不是代表变速箱就完全失去用武之地了呢？

早在2006年，特斯拉真正意义上的首款车型Roadster原计划搭载一台两速变速箱，一挡齿比为4.2:1，二挡齿比为2.17:1，终传比3.41:1，搭载185kW电机，电池53kWh，由英国Xtrac供应商提供变速箱解决方案。

后来我们都没有等来这款搭载真正意义上变速箱的电动跑车，显然是研发出现了不可解决的问题。由于两挡变速箱的量产难度太大，导致了Roadster发布的严重延误，甚至一度让特斯拉濒临破产倒闭。而因此才有了后来马斯克的临危受命，出任首席执行官，同时特斯拉也最终宣布更改方案，采用固定齿比为8.27:1的BorgWarner单速减速箱，并且换装215kW电机 ，让这款新兴跑车不至于完全溟灭。

这看似是一场舍弃变速箱而得来的胜利，但显然特斯拉也为之牺牲了一些性能。后来发布的单挡位变速箱Roadster虽然也达成了和一开始一样的4s左右百公里加速成绩，但在极速方面只能达到201km/h，远不及最初那套方案的210km/h。要知道这还是在使用了更强的电机之后达成的结果。

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电动车为什么需要变速箱？

所以并不是电动车不需要多级变速箱，只是因为法定限速的遮羞布，以及低速加速能力的障眼法，让初级阶段市场下的消费者们普遍忽略了电动车极速以及高速再加速的能力。

北京航空航天大学交通科学与工程学院副院长徐向阳教授在中国汽车工程学会齿轮技术分会年会上就说过：“电动车多挡自动变速器有着广阔的市场前景。”纯电动乘用车的电动机低速扭矩很大，但此时电机的效率仍偏低，因此电动汽车在起步、加速和低速爬陡坡时耗电大，还会使电动机发热。在丘陵地带、山城或拥堵的城市里使用电动汽车续航里程缩短很多。这就需要用变速箱来减小电动机发热、减小能耗、增大续航里程、提高车辆动力性。而如果不需要提高动力性，可减小电动机功率而进一步节能、提高续航里程，还可简化电动机的冷却系统降低成本。但是电动汽车在低速起步或爬陡坡时，驾驶员不会感觉动力不足和能耗极大，因此纯电动汽车需要的是自动变速箱。

而我们简单做一个对比也能发现，以常见的A级家用电动轿车为例，使用两挡变速箱对比使用单挡位变速箱在加速能力、最高时速、能耗、爬坡能力四个方面实现了全方位碾压。

因此从理论的角度来理解，变速箱变速变矩的能力在电动车这里依然有着不小的用武之地。这也是为什么我们能看到保时捷推出的首款高性能电动车Taycan（参数丨图片）在后桥上搭配了一台两挡变速电机，目的就是为了保证保时捷应有的极速和加速兼顾的卓越性能。

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加速、极速、效率我全都要

那么现在结论就很清晰了，在电动车发展的初级阶段，电机凭借强悍的外特性可以满足一开始的需求，但随着对性能的进一步挖掘以及表现在续航里程上对能耗的更高追求，未来给电动车配备多级变速箱是必然的发展趋势。

其实不必等到未来，今天已经有厂家在布局多挡位电驱动总成，广汽新能源就推出了全球首创的两挡双电机“四合一”集成电驱系统。

这里面有两个关键信息，一个是“两挡”，一个是“双电机”。我们先来看看“两挡”，这意味着这套电驱系统可以使用一大一小两个传动比进行扭矩放大，而通常如果仅使用一个一级减速箱，往往只能在这两个齿比之间选择一个折中的数值。说得通俗一点就是，当使用了两挡变速箱以后，加速时可以选择更大的齿比以提供更强的扭矩，而在高速状态下又能切换更小的齿比从而达到更高的车轮转速（即车速）。而这也让未来搭载该动力总成的埃安LX的百公里加速成绩轻松达到2.Xs。

这是一个非常简单的道理，就像骑自行车一样，带挡位会比不带挡位随性得多。那么为什么别的企业都不用呢？

首先变速箱的研发对于任何车企来说都是一座大山，全球只有少数顶级的主机厂能完全掌握变速箱的自主研发，即便强如宝马，也只是以深度合作的方式与采埃孚进行协作。这其实也很好地解释了当年为何特斯拉Roadster的变速箱方案夭折，而对于其它企业来说，想要找到适合自家动力总成的变速箱尚且难度很大，更不用谈自造了。

电机变速箱研发的难点在于输出端扭矩大，而电机的瞬时扭矩变量又是比较剧烈的，这对可靠性和换挡品质都提出了不小的挑战。广汽新能源根据自身电机特性，历经10万次拨叉耐久试验、10万次同步器耐久试验，通过三年正向研发、半年技术攻坚，最终完成了高速同步器的开发，其次对标定程序的不断迭代也匹配出了最优的换挡策略，因此才有了提出两挡电机的底气。

接下来我们再看看“双电机”，其实双电机的概念并不陌生，但传统的双电机都是离散型电机，往往分别用于驱动前后轴。广汽新能源埃安的双电机是并行式的，简单地理解就是用两个小电机代替一个大电机。

这能带来两个好处，其一是输入端扭矩得以分担，可以减轻变速箱的工作负担，进而提升耐久可靠性以及换挡品质，而且同时还不会牺牲全力输出时的动力。其二与近些年愈发流行的内燃机downsizing或者闭缸技术的逻辑是一脉相承的，降低单一电机功率可以提升能耗表现，提高续航，同时也让电机冷却系统减轻负担。对埃安“四合一”电驱总成来说，这一升级相比上一代的“三合一”续航能力提升了3%。

当然，还有一项容易被忽视的点，就是动力总成的尺寸。为了进一步节省车厢空间，广汽新能源对埃安3.0系统进行了“四合一”高度集成化设计。通过高度集成化的设计将双电机、控制器以及两挡减速器糅合在一起，为总装节省了宝贵的空间，对于乘坐舱的设计以及动力电池组的布局甚至未来多车型平台化研发都有着深远的积极作用。因此相较原来的“三合一”更进一步提升了13%的功率，减小30%的体积，减轻25%的重量。

写在最后

改革开放后，中国汽车工业虽有长足发展，但与国外一流车企相比仍有很大差距，而在近几年兴起的新能源造车大潮中，似乎所有人也在以特斯拉的马首是瞻，所谓的“弯道超车”成为一句空话。但很高兴我们能看到像广汽新能源这样默默认真搞研发的企业，静静地秉承着以产品为源动力，以自主研发为核心竞争力，靠着沉下心来的坚守，正面和国际一流大厂“干上一架”。

曾有人认为中国造不出变速箱，所以才勉为其难大力推动新能源汽车的发展，但埃安凭借吃苦耐劳的精神啃下了这块骨头，着眼于未来电动车的性能平衡，一步到位地抢占了新时代电动车技术的先机。我们应该为其点赞。

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