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为什么特斯拉汽车没有变速箱？

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发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

问题补充： 为什么特斯拉汽车没有变速箱？为什么只有内燃机才需要变速箱？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

变速箱是传统内燃机汽车的标配，却时常缺席于电动汽车(纯电动，不包括混合动力)。那么，电动汽车到底需要变速箱吗？

本文从2个层面来分析这个问题：

1、为什么电动汽车可以选配变速箱，而传统内燃机汽车必须配，没有选择权？

2、如果电动汽车可以选配变速箱，那么变速箱是锦上添花还是画蛇添足呢？

首先，为什么电动汽车可以没有变速箱？

与电动汽车的电机相比，内燃机是一个复杂得多的系统。经过上百年的改进，现代内燃机的性能已经相当强劲了。在武林中，内燃机就是一个高手，但是这个高手有几个弱点：

特点1、低转速下无法输出转矩(武林高手站着不动打拳，是没力的。必须边跑边打才有力)。

特点2、高转速下最大输出转矩急剧降低(跑太快了，也没力出拳了)。

综上，内燃机的可工作范围较窄，典型范围1000-4000rpm。

这会带来什么问题呢？

首先，没法启动汽车；

其次，不能兼顾低速或高速行驶(若减速器的减速比高，则只能低速不能高速；若减速器的减速比低，则只能高速不能低速)。

变速器与离合器就是为了解决这两个问题而生：

1、离合器断开时切断阻力，使内燃机可以在无负载的情况下启动，进入舒适的“工作范围”。仅有离合器还不行，变速器也要挂在低速档，从而使内燃机有足够的输出转矩使车辆加速。

2、车辆在加速或在不同速度的巡航过程中，变速器要换到合适档，以使内燃机能够顺畅地工作。

电动汽车的电机，与内燃机相比，有两个特点：

1、低速，甚至零转速下也可以输出很大的转矩。

2、工作范围特别广，典型范围0-7000rpm。(当然，以永磁同步电机为例，在高转速下，输出转矩也会逐渐下降)。

正是由于以上两点，即使没有离合器与变速器，电动汽车也是可以正常工作的。

这一层面问题比较简单，各方观点也达成了共识：没有变速箱，电动汽车照常可以跑，而内燃机就歇菜了。

而第二个层面的问题就比较复杂了。

对电动汽车来说，变速箱是锦上添花还是画蛇添足呢？

A、增加变速箱，会增加电动汽车成本？

B、增加变速箱，会增加电动汽车重量？

C、增加变速箱，经济性提升有限？

如果只是浅层次的分析，很容易得到错误的结论：平空增加了一个变速箱，那成本当然要上去了啊，重量肯定要提升了啊！为了得到相同的性能。

关于这个问题，我想以一个经典车型为例来进行分析：

特斯拉的第一个车型Roadster的最初设计是180kW电机+2档变速箱，后来由于变速箱生产质量的问题，被迫采用了第二种方案，取消了变速箱，但为了达到相同的动力性能，使电机功率增大到240kW才能达到相同的性能。为了配合更大的电机，电池也需要从60kWh增大到80kWh以提供更大的输出功率。(详见wiki百科的Roadster词条，具体数据可能有出入，请指正)

让我们总结一下：

原方案：180kW电机+60kWh电池+变速箱

新方案：240kW电机+80kWh电池

以此例来看，“为了达到相同的动力性能”，特斯拉的新方案去掉了变速箱，但被迫换用了更大的电机，以及20kWh的电池。大体估计一下，这成本与重量肯定都上去了！

因此，至少以特斯拉的例子来看，增加变速箱，是可以降低电动汽车成本的，是可以降低电动汽车重量的。为了避免错误的分析，一定要记着前提：“为了达到相同的动力性能”。

再分析一下，增加变速箱，经济性提升有限吗？

量化的计划需要详尽的仿真。定性的来看，在现阶段的商业环境下，电动汽车为了取得市场，一般要具备很高或较高的动力性，简单的来说就是用更大的电机。而动力性与经济性一般是存在trade-off的关系的。

打个比方吧，动力性就是一匹奔跑在草原上的骏马，使驾驶员在超车、跑高速、起步时很爽；而经济性就是一头忙碌在农田的黄牛，勤恳地工作，使驾驶员在巡航时可以尽可能地居家省油。如果让骏马去耕地，让黄牛去草原，都不太合适。而电动汽车为了能卖得出去，就必须得强调自己既是骏马、又是黄牛。这时候，就需要变速箱才能骏马与黄牛兼得。

网友曾提出一个观点，就是一匹骏马电动车，即使没有变速箱，黄牛特性差一点，但也只不过多费了5%的电而已。而电费那么便宜，“5毛钱一度电计算，不过才7毛5分钱”。

对此观点，个人有两点看法：

a、变速箱节省5%的电量是一个保守的值。

b、在里程焦虑普遍存在的情况下，节省的电量不应该以电费来计量，而应该以电池容量来计量。比如说，省下了1度电，不应该算做省了5毛钱，而应该计算为多买了1kWh的电池。

综上来看，对电动汽车来说，变速箱是锦上添花，而不是画蛇添足。

那么，为什么国内外还是有好多电动汽车没有变速箱呢？

并非他们不懂得锦上添花的道理，而是因为：

1、国外：适配于高速电机的变速箱生产不出来。典型例子是特斯拉，那个变速箱供应商搞不出来，使特斯拉的车晚出来一年，差点把特斯拉搞死。

2、国内：变速箱供应链弱、整车厂集成控制能力弱，导致不想用变速箱。(这些设计出来的电动汽车估计也没打算真的卖吧)这一般出现于国内的厂家。这里值得一提的是，电动汽车如果不用变速箱，连离合器都可以省了，这使整车集成的难度大为降低啊！

对本文做一个总结吧，3个观点：

1、没有变速箱，传统内燃机汽车就不能跑了，电动汽车照常跑。

2、有变速箱，电动汽车会更好，是锦上添花，而不是画蛇添足。

3、国内外厂商也懂锦上添花的道理，但会由于其他方面的难处而弃用变速箱。

回答于 2019-09-11 08:43:50

特斯拉没有变速箱，但是有一个减速器。这种电动机加减速器的搭配主要是由电动机的特性决定的。

内燃机汽车使用变速器也主要是由于内燃机的特点决定的，内燃机汽车起步的时候，转速低，扭矩不足，所以再起步的时候需要搭配一个大齿比的挡位来改善加速性能。设置不同齿比的挡位主要是为了保证不同车速时候的发动机的转速在经济转速范围。所以内燃机汽车需要一个具备不同挡位变速器。

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