保时捷Taycan高清图集发布后,其两档变速箱引起了广泛关注。作为世界首款应用量产车型的纯电两档变速箱,Taycan的这一创新无疑为新能源汽车的发展提供了新思路。事实上,宝马i8早在2014年就采用了GKN提供的两档AMT电轴,其设计细节和优势已得到业内认可。通过增加齿轮比,两档变速箱不仅可以提高运行速度,还能平衡加速性能和续航里程,同时降低电机和动力电子系统的体积和成本。然而,特斯拉Model S选择了单档方案,凭借强大的电机性能和不断迭代的技术创新,成为纯电超跑领域的佼佼者。面对特斯拉的领先地位,保时捷Taycan选择了借鉴宝马i8的经验,自主研发两档变速箱,以期在纯电超跑市场分得一杯羹。这一策略既体现了保时捷在传统汽车领域的技术积累,也展现了其在新能源领域的创新精神。此外,广汽新能源在2020年发布的全球首创两挡双电机“四合一”集成电驱,也表明了多档位变速箱在新能源汽车领域的应用潜力。通过双电机和两档变速箱的结合,可以实现大功率、大扭矩的输出,同时在平台拓展性和燃油经济性方面具有优势。综上所述,新能源电动汽车搭载多档位变速箱的可能性是存在的,并且已经得到了一些厂商的实践和认可。两档变速箱作为一种过渡性技术,虽然不会成为主流,但其在特定场景下的优势和潜力不容忽视。随着技术的不断进步和市场需求的变化,多档位变速箱或许能在新能源汽车领域发挥更大的作用。新能源电动汽车搭载多档位变速箱的可能性大不大?是否还有更多潜力?保时捷Taycan和宝马i8的实践表明,两档变速箱在提高运行速度、平衡性能和降低成本方面具有一定优势。特斯拉Model S的单档方案虽然强大,但保时捷Taycan选择自主研发两档变速箱,展现了创新精神。广汽新能源的两挡双电机集成电驱也显示了多档位变速箱的应用潜力。虽然两档变速箱不会成为主流,但在特定场景下仍具有价值。随着技术发展和市场需求变化,多档位变速箱有望在新能源汽车领域发挥更大作用。
在保时捷Taycan高清图集发布后,有读者对其两档变速箱表示关注。
保时捷Taycan高清图集
诚然,除了世界首款量产800V高压系统,保时捷Taycan还给我们带来了世界首款应用量产车型的纯电两档变速箱。
本期,我们就来聊聊两档变速箱那些事儿。
谈到两档变速箱在新能源汽车的应用,就不能不提到宝马i8以及其背后的两档变速箱供应商GKN。
宝马i8作为宝马i品牌下的第一款车型,原型概念车最早在2011的时候就已经问世,同年9月在法兰克福车展上亮相,并于2014年正式开始在国内上市。最终于2020年6月11日停产。
作为宝马的第一款插电式混合动力汽车。i8被宝马官方定义为“全球最成功的插电式混合动力跑车”,这体现了宝马高端电动车的野心,意义非凡。也正因此,宝马i8整车参数在当时格外耀眼:最高车速250km/h,百公里加速4.4s(四人座/标准款)。
动力方面,前轴配置GKN两档AMT电轴。电机峰值功率96kW,峰值扭矩250Nm,最高转速11400rpm。一档传动比11.3,二档传动比5.85。
后轴配置一台三缸发动机,1.5L/170kW,爱信6档自动变速器。
关于GKN两档电轴的设计细节,网上已有很多详细介绍,本文不再重复。
为什么宝马会第一个吃螃蟹,选择两档变速箱呢?这是需要考虑和分析的问题。
TheodorGassmann(吉凯恩动力传动系高级工程副总裁)在2017年公开表示:
通过增加齿轮比,不仅可以达到更高的运行速度,平衡令人兴奋的加速和改进的范围。同时相关的系统,如电机和动力电子可以缩小,降低最终制造成本和系统重量。
对于售价超百万的宝马i8(基本款170万)来说,动力性的重要性远远大于经济性。
因此所有的设计和技术路线的选择务必会围绕最高车速250km/h,百公里加速破5s来开展。
作为2014年量产的GKN电轴,在当时,电机最高转速11400rpm已是前沿。技术狂Tesla除外(自主研发,不对外销售),后文会有谈及。
结合早期文章提到的内容:目前阶段低压四驱车型的整车最高车速集中在180km/h-200km/h,电机最高转速15000rpm-17000rpm(速比10-12)。
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同理类推,也就是说如果宝马i8最高转速250km/h,最高转速11400的电机参与工作,速比估计得到6以下。而如果此时电轴是单档,百公里加速的重担只能更多的通过发动机来承受。很明显,170kW的三缸机是无法支持的。
为了让大家有更清晰的认知,以宝马840i为例。
宝马840i最高车速250km/h,百公里加速实测4.66s,这与宝马i8动力性相差无几。但是,宝马840i发动机峰值功率250kW,峰值扭矩500Nm。
因此,作为一款“超跑插电式混合汽车”(非自主开发动力系统),2014年量产的宝马i8只能选择市场上的多档变速箱,这是历史的局限和必然。
回到本文开头谈到的保时捷Taycan。保时捷Taycan是保时捷设计的第一代纯电动汽车,2015年在法兰克福车展上发布其概念车,2019年正式投入生产。Taycan的出现,打破了Tesla在纯电超跑领域的绝对垄断。因此,Taycan常常被拿来和ModelS进行对比。
虽然Tesla走的是单档方案(据说,早期ModelS设计阶段尝试过双档,未果),但了解ModelS的历史有助于更好的理解Taycan选择双档变速箱背后的原因。
TeslaModelS原型在2009年法兰克福车展首次向公众展示,在2012年6月于美国开始零售交付使用。2013年8月初特斯拉S型在欧洲发布,首批交货市场在挪威、瑞士和荷兰。
特斯拉S型分为多种档次的型号,从知友”特友料”的信息,可以看到ModelS历代产品迭代。
注意到,2016年的Tesla就已经凭借ModelSP100D进入纯电3s阵营。整车最高车速250km/h,百公里加速2.7s,电机总功率最大568kW,电机总扭矩最大980Nm。
ModelSP100D整车参数如下:
从整车性能指标来看,2019年量产的Taycan和2016年的ModelSP100D相当,也就说Taycan的目标就是要打败ModelSP100D(考虑纯电系统三年开发周期)。
即使是以今天的视角去回顾当年ModelSP100D的电机性能,依旧可以用“很难复制的性能怪兽“来形容。这两款电机是由Tesla和台湾富田共同研发。
那么,问题来了:保时捷该以什么样的姿态去超越Tesla呢?
第一种方案,和Tesla硬碰硬,走相同的单档技术路线,造出更具爆发力的驱动电机,并完成复杂的匹配。
需要注意的是,ModelS在2012年就已完成量产,后续不断更新迭代,才有了后面的ModelSP100D。
考虑到当时保时捷在新能源领域的技术积累尚浅,且不说一定不可能,毕竟是保时捷。但是有一点可以肯定的是,如果选择方案一,这将是一项极具挑战且未知的技术路线。
在这种背景下,吸取宝马i8成功的两档变速箱经验,避开Tesla在电机领域的锋芒,转而投入两档变速箱的自研,变得更加明智。
对于在传统汽车领域已经巅峰造极的保时捷而言,自己开发一个两档变速箱比开发一个超前的驱动电机更加容易。正所谓,扬长避短,避其锋芒也是大丈夫之所为。
假如,保时捷真的以第一种方案击败了Tesla,那么它的风光也仅存一时,因为后面会有挑战者不断的超越。
而如果保时捷以全新的方式击败Tesla,那么它的风光是永远的。
若干年后,大家只会记得保时捷Taycan是世界上第一款800V量产纯电汽车,是世界上第一款采用两档变速器的纯电汽车。
无数次的历史教训表明,人们只会记住第一,不会记住第二、第三。
最后,回到国内市场。2020年9月26日,广汽新能源首次发布全球首创两挡双电机“四合一”集成电驱。
关于广汽双电机两档电轴,试图通过广汽研究院多次公开介绍的信息进行理解和分析。该款电轴340kW,6100Nm,配合前驱使用,整车百公里加速破3s。
首先,双电机两档的选择首要出发点,是为了实现大功率/大扭矩。如广汽研究院所言,该项目2018年就已经开始预言。要知道在当时,国内普遍电机的峰值功率只有100多,200kW以上电机更是凤毛菱角。即使是现在,双电机依旧是实现大功率大扭矩的主流方案之一。用官方的话说就是:技术路线更容易实现。
当然,在燃油经济性方案双电机两档有一定优势。
另外一方面,双电机双档在平台拓展性方面有更多的空间,毕竟选择更加丰富。
冷静的来分析,广汽双电机两档变速箱的设计初衷是否是这样呢?
1.追求极致动力,苦于现有高功率高转速电机技术不足,因此采用最稳妥的双电机实现性能弯道超车。
2.双电机方案既然已经成本提升,干脆采用两档变速箱,动力性能更上一层。同时,系统方案当之无愧的成为世界首创,成为大家难以忘记的第一。
3.双电机双档设计已定性,既然形成的多种方案匹配带来的所谓的平台拓展性,以及理论上控制最优下的经济性。
通过上面的分析,可以得出双档变速箱的真正意义:将电机能力大幅提升的巨大压力进行转移。
使用两档变速箱的用户谁还会去在意那可有可无的效率提升呢?
谁会说出花百来万的钱去买保时捷Taycan和宝马i8是为了省油费呢?
总而言之,言而总之:两档变速箱作为时代的过渡产物,创造了太多的传奇,它的受众永远不会消失,它的受众也永远不会普及。
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