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现代电动汽车还需要安装离合器吗?

2020-08-20

简介 所谓离合器,顾名思义就是说利用“离”与“合”来传递适量的动力。 离合器由摩擦片、弹簧片、压盘以及动力输出轴组成,对于手动挡燃油汽车而言,它位于发动机与变速器之间,用来将发动机飞轮上储存的力矩传递给变速器,以保证车辆在不同行驶状况下传递给驱动轮适量的驱动力和扭矩,属于动力总成的范畴。

所谓离合器,顾名思义就是说利用“离”与“合”来传递适量的动力。 离合器由摩擦片、弹簧片、压盘以及动力输出轴组成,对于手动挡燃油汽车而言,它位于发动机与变速器之间,用来将发动机飞轮上储存的力矩传递给变速器,以保证车辆在不同行驶状况下传递给驱动轮适量的驱动力和扭矩,属于动力总成的范畴。

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变速器是传统内燃机汽车的标配,但却时常缺席于电动汽车(纯电动,不包括混动)。这是为什么?

首先,电动汽车的电动机,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转矩;

2)工作范围特别广,典型范围0-7000rpm。(当然,以永磁同步电动机为例,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,电动汽车也可以正常工作。

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依据电动机和传统发动机外特性曲线对比来看,电动汽车从静止到高速的过程,只需简单通过电动机提速就可以,并不需要改变传动比来完成,所以就不需要变速器换挡;但是纯电动汽车到中后段加速的时候会感觉很乏力,且一般纯电动汽车最高速度都不是很高。这就是我们经常说的纯电动汽车起步的时候很带劲,当达到一定速度的时候再想加速就会觉得没劲了。

那么能不能加挡位呢?答案是肯定的。能加单挡还是多挡?

1、纯电动汽车传统后驱布局

多挡变速器能尽快达到最大功率的输出,能在起步或者低速转弯的时候有更好的加速响应。比如专门为驾校打造的搭载5MT变速器的奇瑞新能源eQ2驾校版电动汽车,另外东风俊风ER30也采用了多挡变速器,这属于传统后驱布局。

同传统内燃机汽车后轮驱动形式基本一致,电动汽车这种驱动布局都是带有离合器、变速器以及传动轴,驱动桥和内燃机的驱动桥一样,只是将内燃机更换成了电动机。也就是说,传统发动机舱依然布置了电动机、动力控制单元PCU以及变速器等一系列部件,通过传动轴将动力传至后轮。

电动汽车搭载多挡变速器的原因主要是为了提高“油改电”的零部件共用率以及为了用非常小的电动机满足相关动力性指标,总之是为了节约成本。到如今基本上很少汽车会使用这种驱动形式。

 


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还有采用由英国制造商Hewland提供的多挡变速器的电动方程式赛车。


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2、电机-减速器一体化后驱布局

1)两挡变速器

国产荣威MARVEL X、特斯拉roadster及保时捷Taycan则采用两挡变速器,这属于电机-减速器一体化后驱布局,相比单一的电机驱动系统,一体化驱动系统可有效改善电动机与电控间的匹配协同,最大程度改善电机出力特性,增加电机扭矩输出范围,同时提升车辆的性能。

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上述保时捷Taycan两挡变速器采用了一个单向离合器、一个爪式离合器以及一个多片式离合器(图中的黑色三角形符号代表单向离合器,黑色圆形符号代表爪式离合器)用来换挡。

2)单级减速器

特斯拉Model S通过将PCU、减速器以及电动机整合在一起,降低了驱动部件的体积,不需要离合器(电动机输出轴直接连接单级减速器,而非内燃机用飞轮),电控换挡结构也比液压更简单可靠。

 

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单级减速器由于利大于弊,其主要性能已经满足当前的使用,所以才被广泛使用。这不是说制造商已经放弃了提升经济性,只是现在还无暇顾及。所以采用单级减速器也只能代表现在是,并不代表以后一直是这样,也许未来电动汽车还会出现3速、4速甚至更多挡位也不是没可能。

最后总结来看:

纯电动汽车不需要离合器及变速器。因为电动机可以透过电力电子控制转速及扭力。停车则只需切断电力供应;混合动力汽车可以没有离合器,这时候发动机只用作发电(当电池没有电时)。但以燃油为主的混合动力车辆则需要离合器。

 


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