上图为燃油汽车发动机与电动汽车驱动电动机外特性曲线。外特性曲线也称为动力曲线,是动力系统全负荷运转时(油门或电门踩到底)功率和转矩随转速变化而变化的特性曲线,是用来衡量汽车动力性很重要的一个指标。 与发动机特性不同,驱动电动机在转速很低时,就能够提供很大的转矩,在起步后可以迅速输出最大转矩,功率会随着电动机转速的提升而上升至最大输出功率。当电动机转速提升至临界转速后,转矩会逐渐降低,功率会保持不变,处于恒功率输出状态,一直到电动机的最高转速。 电动机这样的特性刚好满足由于汽车在低速时需要大转矩,在高速时需要恒定功率的动力需求。
而传统的燃油发动机,在转速很低时转矩很小,在转速很高时转矩很低,变速器的主要作用就是为了满足燃油汽车起步和高速行驶的动力需求。
进一步说,电动机的最高转速一般比发动机要大得多,如特斯拉 ModelS的最大转速为16000r/min,日产聆风最大转速为10390r/min,而燃油汽车发动机转速最高在6000rmin左右。如果只有单级速比情况下,燃油汽车能够达到的最高车速远远低于电动汽车。
再次,从发动机外特性曲线可以看到,与驱动电动机不同,发动机能够输出的最大功率区间很窄,因此需要通过多级变速器改变传动比,使得不管车速多少,使发动机转速接近于输出最大功率的转速,从而尽可能输出更多动力。
采用单级减速器,结构简单、传动效率高、损失小、且噪声低、成本低,能够满足汽车行驶要求。因此电动汽车在电动机与车轮之间无须像传统燃油车配备多挡的变速器,只需增加一个单级减速器即可。
