宁国宝：纯电动汽车必须加装变速器吗？

　　近日，听到很多关于电动汽车需要加装变速器，加装变速器能够提高动力电池使用寿命的声音，于是和几个业内同事共同探讨电动汽车是否加装变速器这个问题，并多次向南车时代、中科院、同济大学等企业和高校科研机构的电机领域专家讨教，最终形成对电动汽车是否需要加装变速器几点认识（主要基于永磁电机，以乘用车为对象）。

　　一般来说，电动汽车概念是涵括混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车等，不同动力系统结构方案电动汽车对变速器的需求也不同。因此，对电动汽车该不该加装变速器的讨论其实更多围绕纯电动汽车。

　　对于纯电动汽车而言，如果采用定传动比减速器，即通常所说的取消变速器，车辆的加速时间和最高车速性能往往相互制约。因此，对于追求车辆加速性能好、最高车速高的高性能纯电动汽车尤其是纯电动跑车，在电机重量和成本增加空间受限情况下，可以考虑加装变速器，从而既提高车辆最高车速，又缩短车辆加速时间。然而，正如家用轿车的性能不能按照跑车的标准要求，纯电动跑车与日常出行使用的纯电动汽车对性能的要求也不尽相同。实际上，通过合理设计电机特性曲线，匹配减速器减速比，大部分纯电动汽车最高车速也可以设计在时速150公里以上，基本上能够满足市场需求。因此，从性能角度来看，纯电动车没有必要加装变速器。

　　目前，大部分常规混合动力汽车一般加装内燃机并匹配相应的变速器，其中一个重要原因是发动机在不同转速、负荷下的工作效率差别很大。通过加装变速器，可以使发动机工作在高效区，其效率提高的幅度明显大于加装变速器带来传动系统效率降低幅度，从而使车辆动力传动系统总体效率提高，提高了车辆燃油经济性总体水平。一些人将此情况类比，认为纯电动汽车也需要加装变速器提高工作效率。

　　值得注意的是，虽然电机和内燃机均存在效率场，但情况有明显不同。发动机低效区的效率远远低于高效区的效率，一些时候相差达一倍以上。相比之下，电动机高效区效率可达到95%以上，而其低效区效率也可以达到70%以上，因此电动机在其效率场内效率变化没有发动机那么明显，其高效区比例远大于发动机高效区比例，这决定了纯电动汽车不是非常必要加装变速器。而且，加装变速器提高燃油经济性的前提是加装变速器后传动系统总体效率没有降低。如果传动系统由于加装变速器而增加了齿轮副、摩擦副等能量消耗环节，则加装变速器后车辆动力传动系统总效率提升不多，车辆总体等效燃油经济性水平提高也不明显。

　　当然，从电机及电机控制单元设计角度分析，纯电动汽车加装变速器有利于提高电机及控制器单元的寿命，同时可以减少对功率单元元件的性能要求，有利于降低电机及控制单元的成本。但这并不能成为纯电动汽车强制配装变速器的理由。（科技部863电动汽车重大项目管理办公室宁国宝）