如果给电动汽车加上变速箱续航里程能不能变长？

纯电动车高速耗电快的原因并非缺少多档位。我的帝豪EV虽然转速高达6500转，但这与高速费电无关。纯电动机的高效运转区间比内燃机宽泛，不同车速和负载下的驱动效率差别不大。低速时车辆阻力小，电动车省电；高速时阻力成倍增加，耗电量自然升高。根据公式计算，60km/h时只需7kw功率，而120km/h则需32kw，是前者的4倍多。我的车电池容量45kwh，60km/h能开6小时，120km/h却不到1.5小时。内燃机在低负荷状态下能量浪费严重，需要一定阻力维持高效运转。高速时阻力足以维持发动机高效，且效率增幅高于风阻增幅，所以高速比低速省油。但超高速时，发动机效率不再提高，风阻成倍增加，能耗也成倍上升。SUV在120km/h时就比100km/h费油。插电混动车大多有变速箱，如宝马、沃尔沃、大众等。以大众DQ400e变速箱为例，纯电模式下110km/h巡航时已挂6挡，但百公里电耗仍达23kWh，与单挡无本质区别。多档位变速箱在加速层面也无明显优势，单速纯电动车可保持最大功率输出，更利于加速。给电动车增加多档位变速箱，主要好处是提升极速。如电机功率足够，可突破转速上限，达到更高车速。特斯拉ModelSP100D虽加速快，但100km/h-200km/h加速力度衰退，极速较低。给电动机加档位可改善这些问题，但家用车没必要。总之，纯电动车高速耗电快主要因阻力大增，而非缺少多档位。变速箱对节能效果有限，多用于提升极速。家用车无需多档位变速箱，性能车可尝试。电动汽车高速耗电快的原因并非缺少多档位变速箱。纯电动机高效运转区间宽泛，不同车速下驱动效率差别不大。低速时阻力小，电动车省电；高速时阻力成倍增加，耗电量升高。内燃机低负荷下能量浪费严重，高速时阻力可维持高效运转，省油。插电混动车虽有变速箱，但多档位对节能效果有限，主要提升极速。家用车无需多档位变速箱，性能车可尝试。

纯电动车之所以高速耗电快，主要原因并不在于没有多档位。至于我为什么强调”纯电动车“而不说”新能源车“，我放到后面讲。

我自己的帝豪EV是少有的带转速表的电动车，别看100km/h高达6500转很吓人，但这跟它高速费电其实没有直接关系。因为纯电动机的高效运转区间比内燃机宽泛得多，在不同车速和负载下的驱动效率差别不大，并且不需要怠速，不像内燃机只能在中等负载和较低转速区间才能达到最高热效率。低速状态下车辆的行驶阻力(主要是风阻和滚阻)较小，电动车自然就比较省电。到了高速上，效率没有提升，阻力却成倍增加(尤其是风阻)，为了克服更大的阻力，耗电量自然大幅升高。

上表是我根据相关公式和参数算出的不同车速下匀速行驶时车子对动力的需求。可以看到，随着车速的提升，车辆的滚阻线性增大，而风阻则是立方级增大，平路时速60km/h时，只需要输出7kw的功率就可以维持匀速，而到了120km/h，维持匀速就需要近32kw的功率是60km/h的4倍多。我的帝豪EV电池容量一共45kwh，满打满算，60km/h我能开6个多小时，但是120km/h只能开不到一个半小时。

尽管阻力的增长规律对于燃油车也适用，但内燃机在低负荷状态(中低速工况)窝工严重，停车还有怠速，造成燃油的能量浪费比例高，需要一定的阻力来把发动机保持在高效工况，只有在中高速巡航时，这个阻力的大小才足以维持发动机高效运转，且效率的增幅高于风阻的增幅，最终的结果就是高速比低速省油，与电动车相反。当然，如果车速继续加快，发动机效率不会再提高，而风阻却成倍增加，绝对能耗自然也成倍上升，所以超高速时纯汽油车又不省油了。对于SUV来说，120km/h就已经比100km/h费油了(但是千万别为了省油当移动路障)。电动车跑高速费电，汽油车跑高速却省油，这是物理规律。

开头我之所以强调纯电动车，是因为新能源范畴里的插电混动车大多是有变速箱的。尤其是宝马、沃尔沃、大众等欧系车的插电混动，基本都是在传统发动机和传动变速箱之间加入了一个电机而来(如上图)。这意味着，电机的动力也是要先经过变速箱才能驱动车轮的，所以变速箱有几个挡，纯电模式也有几个挡。

以大众的插电混动搭载的DQ400e变速箱为例，它是由6速湿式DSG+电机衍生而来。下图是蔚揽插混版(国产迈腾的旅行版)纯电模式110km/h巡航时的仪表盘状态，很显然，这时已经挂上了6挡，然而百公里电耗还是要23kWh/百公里，和一个挡没什么本质区别。因为高速耗电快，核心还是行驶阻力大增。这6个挡尚且没啥节能效果，只加一个挡就更不好使了，还增加了不必要的电控逻辑和结构件，犯不上。

在加速层面，多档位变速箱也没啥实用性。来看看大众插混在纯电模式的地板油加速过程，从0-80km/h就挂到了4挡，每次换挡瞬间还有明显的功率损失，而单速的纯电动车基本都可以保持在最大功率输出，反而更有利于加速。

给电动车增加多档位变速箱，真正看得见的好处也就是在电机功率足够的前提下提升车子的极速。比如我这台车红线转速12000转，对应的车速是180km/h，即便是电机功率有二三百kw，也会因为达到转速上限而不能达到更高车速。

特斯拉的车加速很快，ModelSP100D的0-100km/h不到3秒，堪比超跑，但100km/h-200km/h的加速力度衰退得很快，极速也比较低。一方面是没有变速箱导致电机转速限制了极速，另一方面是电机的峰值功率是在转速范围的中段，到了后段超高转速区域，受制于电机自身特性和热保护等因素，就达不到最大功率了。你看上图的加速过程截图，车速88km/h时表显功率达到575.4kW的峰值，车速超过160km/h时功率就跌破500kW，达到220km/h时降到400kw以下。这种情况下，给电动机加个档位确实会改善极速和动力衰退问题。性能车可以这样尝试，但家用车就完全没必要了。

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