团灭特斯拉?保时捷Taycan的变速箱有点东西

无论是马斯克推特上的豪言壮语,还是特斯拉纽北的疯狂刷圈,我们不可否认的是,当保时捷 Taycan 真正到来的时候,特斯拉终于感受到压力了。

为了达到兼顾加速性能和高速性能,保时捷使用了两台高性能永磁同步电机,前后轴各一台,这一点与特斯拉的做法差不多,但真正的杀手锏却不在这,而在 Taycan 后轴上所搭载的双速变速箱。

我们都知道,相比传统发动机,电动机拥有更宽泛的输出区间,可以在很低的转速下就输出几乎全部的扭矩,并在大部分转速区域内都能保证良好的动力效率。

所以,现阶段的电动汽车只采用了单速变速器,并没有采用传统燃油汽车上所搭载的多速变速箱。但是,这并不代表,多速变速箱就对电动汽车没有意义。

为什么特斯拉不用多速变速箱?

其实特斯拉早在推出Model S之前,它的Roadster在研发之初就考虑过采用两挡变速箱,但是项目进展很不顺利。由于电动机的超大扭矩特性,使得市场上能够买到的、现成的变速箱都很难适应如此苛刻的工作条件。

所以,除非自己从头到尾研发一款能够承受几百牛·米扭矩的两挡变速箱,而当初特斯拉也的确这么做了,但是可靠性和耐用性存在的巨大问题一直无法解决。

所以,特斯拉最后放弃了对两档变速箱的研发,退而求其次使用了单级减速器来实现动力的传递。由此可见,变速箱的技术壁垒确实很高,不是一个新进企业短短几年时间能够掌握的。

保时捷是怎么做到的?

保时捷自主研发的这颗变速箱重约70kg,可以承受最大550Nm的扭矩。拥有一个行星齿轮组和两个离合器,一个离合器负责完成正常的换挡动作,而第二个则可以使后桥电动机和整个后轴分离。

整个变速箱中只有一个换挡执行机构,通过控制两个离合器的开合负责一档、二档、倒档、空档、P档所有档位的执行。也就是说,需要省电的情况下,Taycan可以只用前轴驱动,变身成一台更加经济的前驱车。

变速箱的两个档位的齿比自然不能像传统变速箱那样紧密,两档的齿比大约分别为16:1和8.05:1,二档的齿比几乎是一档的一半了,换挡点会在大约90km/h速度的时候。

在大部分的时间,Taycan会用二档行驶,这也会大大增加车辆在高速行驶时候的经济性。而当车辆在Sport或Sport Plus模式下会直接用一档。

上图展示的是Taycan变速箱换档时机的示意,其中上图是Range模式,可以理解为更倾向于续航取向的模式,下图是Sport运动模式,其中紫色线和蓝色线分别表示一档和二档的换挡时机。

所以,从图中我们也可以看出,Range模式起步以及大部分时间默认都是二档,只有在大概40km/h一下的低速并拥有非常高的转速时才是紫色线的地方,车辆才会切回一档。

其实保时捷也想在前轴的变速箱上做点文章,比如也加离合器片去耦,不过整车就是在太过复杂了。

所以,从生产维修和成本的考虑,Taycan前轴的电驱单元现在是实时连接的,好在前轴相对小功率的电机和行星齿轮组变速箱不会耗费太多能量,而且意味着这辆Taycan无法变成一款纯后驱车型。

双速变速箱能强多少?

通过轮上扭矩输出和速度的图示,我们可以看到双速变速箱和单速变速箱所带来的差别。其中绿色线为后轴输出,深绿为一档、浅绿为二档,红色线前轴输出,蓝色先为综合输出。

在灰色竖条的换挡区域内,我们可以看到一档的扭矩输出逐渐下降与二档曲线交汇,之后被二档超过(一档实线变虚线、二档虚线变实线),而一档曲线最终停止是因为已经达到了它在16000rpm时的最大输出,自然不利于再加速,后面则由换档后的扭矩输出继续让车辆加速。

同时在变速箱的从动轴上,Taycan还配备了多片离合器式的电子限滑差速器,与保时捷许多其它产品相同。

我们在一些车辆的后轴上已经见过不少采用了双电机设置,分别独立控制两个后轮,比差速器拥有更迅速地扭矩适量分配。不过显然保时捷还是选择了保守的方法,使用了单电机和差速器的组合。

正是得益于后轴的双速变速器、永磁同步电机以及高压800V电压平台,拥有751马力最高动力规格的Taycan Turbo S,此前已经进行过一次连续26次0-200km/h加速测试且没有明显性能衰减。

保时捷表示,而且即使电池电量已经低于50%,车辆的性能也不会有任何影响。

写在最后

虽然原则上电动机驱动的汽车不需要变速箱,但如果该车型的定位是一款性能车,那么为此匹配上一台两档变速箱,是一个非常有效的性能提升手段。

但是传动系统高昂的研发成本和更复杂的机械结构,让很多新兴电动汽车品牌只能被动地接受现有的单速变速箱方案,这也是传统汽车品牌的优势所在。

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