汽车变速箱的作用是在发动机转速允许的范围内改变传动比,有效的扩大驱动轮转矩和燃油发动机转速变化范围,达到持续提高车速和燃油经济性的目的。发动机只有在特定的转速范围内才能输出最大功率和扭矩,并且发动机能达到的转速本身有限。
和燃油发动机不同,电动发动机本身转速就很宽泛,并能在相当宽泛的转速下持续输出最大功率和扭矩。因此从基础结构上说电动汽车一般没必要使用变速箱,很多纯电动汽车采用高转扭直驱电机。直驱最简单、最可靠的驱动方案。永磁直驱电机的高效率和高转矩大大提高了直驱方案的效果,然而由于没有变速器或减速器的减速增扭作用,电机比较大,总爬坡能力仍然受到一定限制。
为了解决电动汽车爬坡能力问题,可以在电动机和驱动轮之间加一个减速器,通过固定速比的减速,改善爬坡能力。在功率不变的条件下,降低电机转矩要求,减小电机的重量和体积。但这种方案往往限制了最高车速,且需要采用高速电机,可靠性、噪音振动挑战稍大。
如果给电动汽车安装一个两档变数箱问题就迎刃而解了。通过变速器,解决系统的最大爬坡度和最高车速的矛盾。副作用是由于变速器本身有传动损耗,对效率已经很高、与整车工况需求匹配较好的永磁同步电机,不能改善效率,甚至影响效率。对效率比较低的异步电机,可以改善效率,但达不到永磁直驱的水平。因此这个方案基本没有在乘用车上使用过。