多檔位變速箱是否能在電動車壇開枝散葉呢 - 汽車

需不需要變速箱，可以從兩個面向來說



1. 性能

輪端T-N curve
https://i.imgur.com/p5CPgtV.jpg

從起步加速來看：
兩檔設計，低檔位(高減速比設計)可以提供更多扭力

從極速來看：
需滿足轉速條件，以及在該轉速下需克服的阻力(路阻&風阻)
也就是圖中灰色線



2. 能耗

馬達效率圖
https://i.imgur.com/9OqciIO.jpg

馬達的T-N curve和上面輪端T-N剛好差了減速比

馬達本身的特性是高扭低轉效率最差，中高轉速效率最佳

多檔位設計能更有利於維持馬達在高效率範圍運轉



純討論兩檔或以上，不同減速比的優點
1. 滿足性能(兼顧加速和極速)
2. 可以將馬達維持在高效率運轉範圍

但考慮到變速箱採兩檔或多檔設計時
1. 重量增加
2. 換檔損失效率
3. 成本

就看是否利大於弊而已



Rimac Concept Two的作法就是提升馬達規格

馬達本身有更大扭力，不需要第一檔加速檔

省去了兩檔變速箱和換檔機構

代價是更大的馬達讓後軸多出60kg不一定有重量優勢

另外驅控器和電池也必須跟著提高電流輸出



或許比起傳動，Rimac團隊更擅長電系/控制

1. 選擇使用更高規格的馬達提供更多扭力，省略1檔

2. 選擇使用四具輪邊馬達，馬達主動差速控制，代替原本的差速器方案



Porsche則是選擇使用2檔變速箱和差速器，進一步將減速/差速整合在一起

解決問題的方法和思維不一樣





Roadster有兩個版本，一開始是兩檔變速箱沒錯

後來Tesla捨棄兩檔變速箱，改用BorgWarner的eGearDrive 31-01
https://i.imgur.com/zT6wqSi.jpg

eGearDrive特色 (以31-03為例)
https://i.imgur.com/FACEkqo.jpg
https://i.imgur.com/wFErxj6.jpg

1. 適應性設計：
(1) 替換齒輪滿足不同減速比(6.54/7.17/8.00/8.26/8.75.9.07)
https://i.imgur.com/m1BpIIp.jpg
(2) 擺放角度：10~90度
https://i.imgur.com/6gqP6AT.jpg

2. 低噪音&高效率：
(1) 效率97%~
https://i.imgur.com/bcFb5gS.jpg
(2) 低噪音
https://i.imgur.com/OnEQn5G.jpg

3. 電子駐煞車
https://i.imgur.com/mJDW5SD.jpg



不過BorgWarner同時也有發展多速的電動車變速箱就是了

eGearDrive 34-01
https://i.imgur.com/mBJlaOO.png



參考資料：
http://media3.ev-tv.me/borgwarneredrive.pdf



※ 引述《clazziquai (花哈噴)》之銘言：
: 原文連結：https://pse.is/U2JVX
: 原文內容：
: 在電動座駕陸續前仆後繼、接受市場考驗時，不知道大家是否有觀察到這些車款大都不具
: 備所謂的多檔位變速箱呢？這樣的組件或許在內燃機引擎的領域當中不僅不可或缺、甚至
: 持續精進，但在電動車的領域當中顯然就有些反其道而行的意味了。只是究竟是怎麼樣的
: 考量讓各大電動車廠的作品大多僅提供單速變速箱，只能說依照現況來看這顯然並非如外
: 傳一般，僅僅只是在成本考量下的犧牲。
: 一般來說，電動馬達有著廣泛的運轉範圍，可以自行從靜止狀態中啟動，不像內燃機引擎
: 依樣需要怠速運轉，駕駛隨時踩下油門踏板時也能享有最大出力。在這樣的前提之下，馬
: 達還能夠以10,000甚至20,000rpm轉的的轉速運作，也就是說，單單電動馬達本身幾乎就足
: 夠提供具實用性的出力表現了。
: 雖然運作範圍極廣，但電動馬達也與內燃機一樣，在不同的轉速時會擁有不同的出力，而
: 運作效率也有差別，由於道路用車會面對不同的行駛環境，可能是高速巡航、或者是城市
: 內的走走停停，因此設置變速箱的目的就是為了讓電動馬達應對這些狀態，將效率維持在
: 最佳範圍帶。
: 也因此就近年發表的電動車款來看，目前似乎僅有Porsche Taycan搭載了雙速變速箱，而
: 多數的電動車仍未安裝這項對內燃機汽車來說超級重要的零件，而這更有可能是由於
: Taycan本身所具備一定程度的房車性格才如此設計。因此更精確地說，若是純粹崇尚直線
: 加速、奔馳力道的性能座駕，似乎便會將此般配置完全捨棄，譬如來自克羅埃西亞的電動
: 跑車製造廠－Rimac Automobili。
: 近期這間純電超跑廠在「Mondays with Mate」宣傳系列影片中，正好講解了Rimac C-Two
: 的動力系統組成，影片長約15分鐘，由Rimac的動力系統開發小組總監Boris Tarnovski和
: 創辦人Mate Rimac主持，影片中他直接而明白的表示，「很討厭自己第一輛純電動力超級
: 跑車『Concept_One』上配置的雙速雙離合器變速箱」。
: Mate認為變速箱這種系統組成既複雜、沉重、又毫無效率，對於一輛已經有著巨大電池組
: 在身的高性能電動跑車，怎麼樣都要避免這些不利性能發揮的因素。正因如此，Rimac後
: 來重新設計了C-Two的動力系統，選擇單速變速箱，不過值得注意的是，C-Two並非一開始
: 就如此搭配。
: 事情起源跟Tesla有些關聯，當時該廠發表了震驚車壇的Roadster，搭載單速變速箱的這
: 輛電動超跑能夠在1.9秒內完成0-60 mph（96 km/h），比即將發表的C-Two還快得多，
: Rimac當然不能忍受這樣的事情，因此開發小組重新針對原有架構進行改良，徹夜工作好
: 一段時間後，修改了一些車輛設計並計畫改用雙速變速箱，希望能改善加速表現，不過
: Mate Rimac仍不滿意，決定直接重頭開始設計工作。
: 隔年，Rimac帶著C_Two再次參加了日內瓦車展，外觀上採用全新漆面並於部分進行視覺調
: 整；其次更中要的則是在碳纖維單體式車身結構內安裝了一款與過往截然不同的單速變速
: 箱。
: Rimac認為只要讓電動馬達擁有足夠的扭力和夠高的轉速，就能夠只用單速變速箱的情況
: 下達成性能目標，涵蓋車輛使用的範圍。為此設計團隊重新打造了變速箱、電動馬達、以
: 及變壓器，經過調整改造之後的電動馬達在轉速表現上從原本的12,000rpm提升到
: 17,700rpm，扭力則從71.4kgm增加到91.8kgm，設計的變更使得後車軸的重量增加了60kg
: 。
: Rimac改變設計之後，Porsche Taycan變成現行車壇上唯一搭載雙速變速箱的量產型電動
: 車款， Rimac認為捨棄雙速變速箱的C_Two變得更輕、沒那麼複雜、且更具效率的車款，
: 在機械層面上，這表示更少的轉換損耗，也就表示更長的行駛里程範圍，這個特質是電動
: 車消費者所偏好的，特別是到了Taycan價格範圍的消費者，他們願意負擔更高的車價，因
: 此也會要求更好的性能。儘管Porsche賦予Taycan運作良好的動力傳動機構，但不免也讓
: 人好奇躺若Porsche捨棄雙速變速箱、以同樣的邏輯打造電動車是否將更上一層樓？
: 只能說這不僅不無可能，甚至Rimac在C_Two上的調整不排除將會使得Porsche深受影響。
: 原因很簡單，因為Porsche持有Rimac Automobili大約15.5%的股份......。甚至在去年9
: 月，Porsche也曾表示會與Rimac共同合作打造出最強的電動超級跑車，考慮到雙方的合作
: 關係，很難說是否會影響到Taycan的動力系統編成。
: 當然，就目前Taycan的設計，咱們相當樂見這款車擁有雙速變速系統，正如先前所言這或
: 許是Porsche刻意為之，讓其乘坐感受更符合自身定位與需求。但值得注意的是，在單速
: 變速箱為現行主流的電動車壇中，直接明瞭的輸出表現似乎更彰顯了馬達所帶來的衝勁與
: 快感，但似乎也無法否定多檔位變速箱在電動車領域中的存在價值。新技術的發展可能增
: 加其價值與用途，至於未來哪種架構會存活下來，就有待時間和市場來證明了。
: 心得/說明：電動車本身扭力這麼強，根本不需要變速箱，裝上去也只是多增加電動車的
: 重量而已，聽說特斯拉本來也有雙速變速箱的設計，之後又取消了，就知道大概沒啥搞頭
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