对于绝大多数纯电动汽车来说,对多级变速箱的需求确实很低。 内燃机需要多级变速器来调节扭矩和效率,因此传统燃油车无法摆脱变速箱。 然而,在纯电动汽车的情况下,电动机由于其高扭矩特性,不需要通过多级变速器进行调节。
另一方面,电机的峰值效率极高,高效率的范围很广,因此多级变速器在调节效率方面可以发挥的作用相对较弱。 因此,很多朋友对采埃孚、爱信、格特拉克等传统变速器企业在新能源时代该如何生存感到困惑从表面上看,这些输电巨头确实面临着生存危机,但实际上,这些企业正在转型。
内燃机中的扭矩不是强项,很大程度上取决于发动机转速,低转速时扭矩输出太弱。 如 15升自吸式发动机的峰值扭矩约为150Nm,起步时可在600-700rpm时输出30Nm。 这个扭矩能驱动一辆1吨以上的汽车顺利完成起步吗?显然不能,所以燃油车的变速箱至少要配备两个低速档位,1档比为45 个或更多。 结合尾齿比,变速箱在一档时可以将发动机扭矩放大16倍以上。
30Nm*16=480Nm,这样的扭矩输出足以完成启动。 但电机不同,电机可以在很低的速度甚至0转/分时输出峰值扭矩,比如起步时500Nm,而用固定的传动比放大扭矩,起动时可以输出1000Nm以上。 因此,电机不需要低速齿轮来增加扭矩。 另一方面,电机的效率不易受到负载和转速的影响,例如,在6000 rpm和中等负载时效率为95%,在9000 rpm和满载时效率为93%。
差异仅为 2%(高水平时为 2%),而内燃机则不然,内燃机在中等负载下可在 2500 rpm 时实现 40% 的热效率。 但是,在6000转/分和满载时,热效率可能低于20%,这种巨大的效率差异导致内燃机必须使用变速箱来调节转速和扭矩才能起到调节效率的作用。 而且无论电机怎么折腾,效率始终处于较高水平。 即使配备多级减速机,也只能起到压力转速的作用,可以减少摩擦功损,但这部分损耗很低。 因此,为有轨电车配备变速箱有积极的好处,但好处与输入不成正比。
网络上总流传着“采埃孚打败了所有对手,却输给了时代”的说法?但采埃孚真的会输给时代吗?其实不行,如果我们普通人能理解问题,看到隐患,采埃孚管理层难道看不到吗?采埃孚确实是纵向变速器领域的霸主,但采埃孚不仅仅销售燃油车变速器。 采埃孚还生产电动和混合动力汽车,甚至采埃孚也是汽车电气化进程背后的技术推动者。 所以汽车在转型,这些传统变速器巨头也在转型。
为了实现能源平衡,未来纯电动汽车的比例可能很高,但完全淘汰燃油车是不现实的,原因很简单,电力不足。 采埃孚对2024年的市场预测是,15%-20%的市场将是纯电动汽车,约40%将是混合动力汽车,其余40%将是纯汽油汽车。 因此,到2024年,油车的基础板块依然存在,采埃孚可以为油车提供变速器,也有能力为混合动力车提供变速器。 当然,爱信也有这个能力。
如上图所示,采埃孚的第四代8AT 8H60是专为匹配混合动力单元而设计的变速箱。 未来,纯燃料汽车很可能会停产,甚至受到限制,但混合动力车型的寿命仍然会很长。 各整车厂宣布的停止生产汽油车的计划是指纯燃料车,而不是混合动力车。 下图为采埃孚的电动汽车双速自动变速器,目前已搭载于保时捷的部分电动车型。 虽然未来乘用车纯电动车型的多级变速箱很难普及,但对于一些具有刀具属性的车型来说,多级变速箱还是非常必要的。
很多朋友之所以认为纯电动汽车成为大趋势后,传统变速器企业会倒闭,是因为他们认为这些变速器老大只会做变速箱事实上,作为汽车领域的大型企业,采埃孚能够制造的远不止变速箱,其涉足的领域也不仅仅局限于燃油车。 在纯电动汽车领域,采埃孚还涉足电机、电控、减速器、软件控制等领域。 下图显示了采埃孚提供的集成差速器产品。
两排行星齿轮组同时实现了减速和差速,与传统固定轴减速机相比,重量减轻了约10%,体积减小了15%,传动损耗降低了约25%,目前正在批量生产中。 在驱动电机方面,采埃孚已经批量生产了200万台。 早在今年年初,采埃孚的800V碳化硅电驱动系统也已在杭州工厂正式下线,手头订单已超过230亿欧元。 这几乎超过了 2022 年上半年的销售额。
即使在2024年,采埃孚的销量同比增长仍将达到10%以上,采埃孚、爱信等传统变速器巨头依然强势。 不能说没有压力或挑战,但只能说转型不仅体现在那些传统的燃油车老板身上,这些老牌燃油车厂家也在悄悄转型,只是很多朋友不理解。 就像博世是燃油车的龙头厂家,但在纯电动汽车时代,博世依然是主要厂商。
对于世界上任何一家大型企业来说,其产品线绝不是单一的,而是多样化的、矩阵化的。 采埃孚的电驱动系统和电驱动模块实际上在2024年就开始成为第一个市场,市场份额还是相当大的。 当然,过渡不可避免地会带来痛苦,但采埃孚不只是销售变速箱。 即使只卖变速箱,未来也会有很多纯电动车型配备变速箱。 这和燃油车一样,最早的燃油车没有变速箱,后来有了单级差速器,然后多级变速箱才逐渐普及。
有轨电车也是如此,它只是当今新能源时代的启蒙,而未来的纯电动车型将更加成熟和合理。 当专为电动汽车设计的自动变速器增加产量并降低成本时,电动汽车标配多速变速器并非不可能。 毕竟,用几万元换来5%的续航,并不划算,一个变速箱要几百元或几千元呢?用几百或几千元的投资换取5%的续航,是非常划算的。 因此,无论未来谁拥有有轨电车和石油车,都很难改变采埃孚、爱信、格特拉克等传统一流商人的地位。 即使汽车不见了,这些**商人仍然存在,只是他们改变了**商品的种类。