当单速减速器成为电动汽车标配时,为何一些厂商仍在探索多挡变速器?这背后是对动力性能、能效与成本的极致追求。本文将深入解析单离合器、双离合器、CVT及变形链轮等不同技术方案,揭示其工作原理与应用价值。

智能速览
单离合器两挡变速器换挡平顺但体积大、成本高,适用于大型电动车。
双离合器两挡变速器结构简单、重量轻,能实现无动力中断换挡。
保时捷Taycan两挡变速器追求极致加速性能,而非效率提升。
博世CVT4EV通过小变速比设计,有助于提升续航里程和实现电机小型化。
Inmotive Ingear TM采用变形链轮,能以低成本实现19毫秒的快速换挡。
精华内容
电动汽车为何需要多挡变速器?这背后涉及对动力性、效率和成本的极致追求。目前市场上已出现多种技术路径,各有千秋。
单离合器换挡方案
单离合器换挡的两挡变速器为每个挡位配备一个独立的离合器。一挡齿轮通过离合器与中间轴连接,二挡齿轮同理。换挡时,通过离合器的分离与接合来切换动力传递路径。
这种设计的优点是换挡过程平顺,能实现无动力中断,提升整车舒适性。但其缺点也比较明显:体积较大、质量较重且成本偏高,因此更适合对空间和成本不那么敏感的大型电动汽车。
双离合器换挡方案
双离合器换挡方案将两个离合器集成于一体,分别控制内外输入轴。一挡齿轮与外输入轴连接,二挡齿轮与内输入轴连接,从动齿轮则固定在中间轴上。
升挡时,一个离合器逐渐分离的同时,另一个逐渐结合,整个过程动力衔接紧密。由于每个输入轴只对应一个挡位,无需同步器,使得整体结构相对简单,重量更轻。保时捷Taycan和采埃孚的 Modular 2-Speed 都是此类技术的代表。

保时捷的性能极致
保时捷Taycan搭载的两挡变速器,其设计核心目标是“动力性增强”,而非效率或电机小型化。它利用一挡的大减速比,实现了百公里加速仅需2.61秒的极致性能。
这台变速箱重约70kg,可承受550Nm的扭矩。它巧妙地用一个行星齿轮组和两个离合器,配合单一换挡执行机构,完成了所有挡位切换。此外,它还集成了多片离合器式电子限滑差速器,能独立控制后轮扭矩分配,提升操控极限。

博世CVT的效率提升
博世推出的CVT4EV变速箱,致力于提升电动汽车的续航里程。它利用成熟的推力钢带技术,但取消了液力变矩器等部件,并将变速比范围缩小至3.0(传统燃油车CVT约为7-8)。
这种小速比设计显著减小了变速箱体积和重量。在大众e-Golf上的测试显示,WLTC工况下续航提升约4%,60km/h匀速时提升约7%,高速工况下甚至可达10%。同时,灵活的速比也能帮助电机实现小型化,降低成本。

Inmotive的低成本创新
Inmotive的Ingear TM技术提供了一种低成本的两挡变速器实现方案。其核心是“变形链轮”,通过执行机构改变链轮的有效半径,从而在挡位间切换。
换挡过程中,链条始终啮合传力,真正做到了无动力中断,且整个换挡过程可在19毫秒内完成,速度极快。这种结构简单、成本低廉的方案,不仅适用于乘用车,在商用车和非公路车辆领域也具有广阔的应用前景。
电动汽车多挡变速器并非单一技术,而是一系列针对不同目标的解决方案集合。从保时捷对性能的极致压榨,到博世对效率的精细优化,再到Inmotive对成本的巧妙控制,不同技术路径展现了电动化时代的多元化选择。未来,哪种技术能成为主流,抑或多种方案共存,取决于市场与技术发展的最终走向。